Mekanik Performans ve Hafiflik için Kiral Kafes Yapıların Optimizasyonu

Abstract

Translate Article

Take Notes

Bu çalışma kapsamında kübik geometriye haiz kiral bir kafes yapı tasarlanmıştır. Söz konusu yapıda, kiriş elemanların ayrıt kesitleri dairesel biçimdedir. Yapının imalâtında yapı malzemesi olarak polietilen tercih edilmiştir. İnşa olunan yapının bir ucu ankastre mesnet ile tespit edilmiş, diğer serbest ucu ise eksenel doğrultuda yer değiştirmeye mâruz bırakılmıştır. Yapısal cevabın hesaplanması için sonlu eleman metoduna dayalı sayısal bir simülasyon icra edilmiştir. Bu simülasyon neticesinde; gerilme dağılımı, yanal deformasyon miktarları, Poisson oranları ve iç enerji sonuçları elde edilmiştir. Elde edilen bu parametrik veriler, genetik algoritmaya istinaden yürütülen bir optimizasyon işlemine tâbi tutulmuştur. Bu kapsamda, asgari boyutlara haiz olan yapı vasıtasıyla azamî mekanik mukavemetin temin edilmesi amaçlanmıştır. Hafif yapıların, hem üretim safahatı hem de malzeme tüketimi cihetinden ekonomik üstünlük arz ettiği dikkate alınarak, en uygun geometrik boyut tespit edilmiştir. İlâveten, incelenen parametreler arasındaki ilişkileri veren bir cevap fonksiyonu teşkil edilmiştir. Yapının optimum kesit çapı ϕ1,2 mm olarak tayin olunmuştur ve bu yapı, 5,83 mm’lik eksenel yer değiştirmeye mukavemet göstermektedir. En yüksek 6,66 MPa mertebesinde gerilme meydana gelmiş olup bu değer malzemenin akma dayanımından düşüktür. Optimum tasarım neticesinde elde edilen yapının toplam kütlesi 49,28 gram olarak belirlenmiştir. Tasarımı icra olunan kafes yapı negatif Poisson oranına sahiptir. Mezkûr yapı, ökzetik karakteristikler arz etmektedir.