Nano ölçekli kirişlerin statik yükler altında yerel olmayan elastisite ile optimum tasarımı
Optimal design based on nonlocal elasticity of static loaded nanobeams
Yazar: SERÇİL SOLMAZ
Danışman: PROF. DR. ÖMER CİVALEK
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Eğilme = Bending ; Nanoteknoloji = Nanotechnology ; Optimizasyon = Optimization ; Yerel olmayan elastisite = Nonlocal elasticity

Özet:
Bu çalışmada Euler – Bernoulli varsayımı kullanılarak çeşitli sınır şartlardaki nanokirişlerin statik yükler altında optimum tasarımı yapılmıştır. Nanokirişler, karbon nanotüp (CNT) ve boron nitrit nanotüp (BNNT) gibi nanoteknoloji biliminde yüksek öneme sahip malzemelerden modellenmiştir. Gerilme ve deplasman kısıtları altında tanımlanan optimum tasarım problemi, bir evrimsel optimizasyon metodu olan Sosyal Örümcek Optimizasyonu (SSO) algoritması kullanılarak çözüme kavuşturulmuştur. Optimum kesit alan sonuçları üzerinde nanomalzeme tipinin, eleman uzunluğunun, dış yüklerin türünün ve büyüklüğünün etkisi incelenmiştir. Nanoyapının atomik yapısından kaynaklanan yerel olmayan parametrenin sonuçlara nasıl etki ettiği üzerinde durulmuştur. 
Sonuçlara bakıldığı zaman uzunluk ve yükleme gibi parametrelerin değeri arttıkça optimum kesit alanın da arttığı görülmüştür. Küçük uzunluklarda dairesel kesitin, yüksek uzunluklarda dikdörtgensel kesitin daha optimum olduğu görülmüştür. Ayrıca, maksimum eğilme etkisi eşit olacak şekilde şiddetleri seçilmiş düzgün yayılı yük ve tekil yükler altındaki bir kirişin optimum kesit alanları arasında fark bulunmaktadır. Nanomalzemelerin etkisine bakıldığı zaman BNNT ile bulunan kesit alan değerleri CNT ile bulunan değerlerden daha azdır. Ayrıca, yerel olmayan teori kullanıldığında optimum kesit alan değerleri artış göstermektedir.

Abstract:
In this thesis, optimal design of nanobeams under difference boundary conditions and static loads have been investigated by Euler – Bernoulli bending hypotesis. Nanobeams have been modeled such carbon nanotube (CNT) and boron nitride nanotube (BNNT) that are important for nanotechnology. The optimal design problem that has been defined under stress and displacement conditions is solved by using the Social Spider Optimization (SSO) algorithm that is evolutionary optimization method. Optimal cross – section area results have been examined according to effects of material type, beam length, type and magnitude of external loads. How affects the optimal cross-section area results of nonlocal parameter has been investigated.
When the optimal design results of bending elements are investigated, optimal cross – section area has increased as value of length and loading are increasing. It has been understood circular section for small lengths and rectangular section for large lengths are optimum. Furthermore, optimal cross – section area values of beam are different under the uniform and point load that are its maximum bending effect is equal. Optimal cross – section area values for CNT are less than calculated values for BNT. On the other hand, optimal cross – section area values have increased for nonlocal elasticity theory.