Tabakalı kompozit dikdörtgen plakların değiştirilmiş uygun doğrultular metodu'na göre optimizasyonu
Optimization of laminated composite plates using modified feasible direction method
Yazar: UMUT TOPAL
Danışman: PROF. DR. ÜMİT UZMAN
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Bölümü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik ve Mukavemet Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Burkulma (fen) = Buckling ; Dayanım = Strength ; Frekans = Frequency ; Kayma deformasyonu = Shear deformation ; Optimizasyon problemi = Optimization problem ; Tabakalı kompozit levhalar = Laminated composite plates

Özet:
Bu çalışmada değiştirilmiş uygun doğrultular yönteminin, tabakalı kompozit dikdörtgen plakların optimizasyon problemlerine uygulanabilirliği amaçlanmaktadır. Bu nedenle, dayanım, titreşim, mekanik ve termal burkulma olmak üzere dört farklı optimizasyon problemi çeşitli parametreler için dikkate alınmaktadır. Diğer taraftan bu çalışmada, diğer çalışmalarda ihmal edilen bazı parametreler dikkate alınarak, daha gerçekçi ve güvenilir sonuçlar elde edilmeye çalışılmaktadır. Bu amaçla hazırlanan tez çalışması aşağıdaki bölümlerden oluşmaktadır.Birinci bölümde, kompozit malzemelerle ilgili genel bilgiler üzerinde durulmaktadır. Tabakalı kompozit plaklarda gerilme-şekil değiştirmeyle ilgili temel bağıntılar, denge denklemleri, birinci dereceden kayma deformasyon teorisine göre sonlu eleman formülasyonları, tabakalı kompozit plaklarda hasar durumları, optimizasyon ve çalışmada kullanılan optimizasyon yöntemleriyle ilgili genel bilgiler verilmektedir. Ayrıca, konunun öneminden, hesap tekniğinin, modelinin seçilmesinden ve bu konuyla ilgili daha önce yapılmış olan çalışmalardan bahsedilmektedir.İkinci bölümde, incelenen dört farklı optimizasyon problemine ilişkin temel formülasyonlar detaylı bir şekilde verilmektedir. Ayrıca, optimizasyonda dikkate alınacak bazı parametreler için genel bilgiler ve formülasyonlar verilmektedir.Üçüncü bölümde, dört farklı optimizasyon probleminde çeşitli parametreler için elde edilen bulgular irdelenmektedir. Bu bölümü çalışmadan çıkarılabilecek bazı sonuçlar ve öneriler izlemektedir.Çalışma sonucunda, değiştirilmiş uygun doğrultular yönteminin tabakalı kompozit plakların optimizasyon problemleri için etkili ve güvenilebilir bir yönteminin olduğu, ancak bu durumu genelleştirebilmek için bu yöntemin diğer tabakalı plak optimizasyon problemlerine de uygulanması gerektiği belirtilmektedir. Ayrıca, dikkate alınan parametrelerin optimum sonuçlar üzerinde önemli derecede etkili olduğu ve o nedenle bu parametrelerin tabakalı plakların optimum tasarım aşamasında dikkate alınması gerekliliği vurgulanmaktadır.

Abstract:
In this study, the applicability of the modified feasible direction method on the optimization problems of laminated composite plates is investigated. Therefore, four different optimization problems such as strength, frequency and bucklings under mechanical and thermal loads for some parameters are considered. On the other hand, some parameters which were neglected in the previous studies are considered in this study to obtain reliable and realistic results. The thesis prepared with this scope, includes the following chapters.In the first chapter, general information about composite materials is given in detail. On the other hand, the stress-strain relations for a lamina, equilibrium equations, finite element formulations based on the first-order shear deformation theory, failures of laminated plates, optimization and optimization methods used in this study are given. The importance of the matter, selection of the model, technique of the analysis and the previous studies about this subject are given.In the second chapter, the basic equations for four types of optimization problems are given. Besides, the general information and basic equations used for some parameters are also presented in this chapter.In this third chapter, the response values obtained from optimization of laminated composite plates for four different problems are discussed in detail. After that, some conclusions of the research and recommendations for the future works are given.As a conclusion, it is emphasised that the modified feasible direction method is efficient and reliable method for optimization problems of laminated composite plates, but this method must be applied to the other optimization problems of the laminated plates for approving the efficiency and reliability. On the other hand, the parameters considered in this study affect the optimum results substantially and therefore they must be taken into account at the optimum design stage of the laminated plates.