Topoloji optimizasyonu: Çatallı flanş uygulaması
Topology optimization: Flange yoke application
Yazar: EFE IŞIK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ÇİÇEK ÖZES
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Bölümü / Konstrüksiyon ve İmalat Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Bilgisayar destekli analiz = Computer aided analysis ; Bilgisayar destekli tasarım = Computer aided design ; Optimizasyon = Optimization ; Optimizasyon teknikleri = Optimization techniques

Özet:
Bu projenin ana amacı, agır ticari araç segmentinde kullanılan kardan millerinde,vites kutusu ve diferansiyel flansları ile baglantıyı saglayan çatallı flans parçasınıntopolojik optimizasyonu gerçeklestirilmesidir.Çalısmada ilk etapta mevcut parçanın mekanik özellikleri belirlenmis ve ardındansonlu elemanlar ile analiz yöntemi kullanılarak statik analizi yapılmıstır. Bir sonrakiasamada piyasada bulunan benzer bir çatallı flans parçası bilgisayar destekli tasarımyöntemleri kullanılarak modellenmis ve sonlu elemanlar ile analiz yöntemlerikullanılarak statik analizi yapılmıstır. Ardından her iki modelin analizlerinden eldeedilen veriler ısıgında topoloji optimizasyonu sürecinde kullanılacak analiz modeliolusturulmus, tasarım degiskenleri, amaç fonksiyonu, optimizasyon kısıtları ve sınırkosulları belirlenmistir. Optimizasyon için ihtiyaç duyulan tanımlamalar yapıldıktansonra Altair Optistruct kodları kullanılarak çatallı flansın topoloji optimizasyonugerçeklestirilmistir.Optimizasyon faaliyeti sonucu ortaya çıkan topolojiden hareket ile çatallı flansparçasına ait yeni geometri modellenmis ve yürütülen sonlu elemanlar ile analizçalısmaları ile statik analizleri yapılmıs ve sonuçlar önceden tamamlanan analizler ilekıyaslanmıstır.Bilgisayar destekli analiz yazılımları ile dogrulanan yeni çatallı flansgeometrisinin üretimine karar verilmis ve üretim sonrasında fiziksel dogrulamatestleri yapılmıstır. Yapılan testler sonucunda çatallı flansın tasarımı dondurulmus veseri imalata geçilmistir.

Abstract:
The primary purpose of this project is to implement structural topologyoptimization methods on driveshaft part called flange yoke, which maintains theconnection of a driveshaft between gearbox output and differential input flanges.The first step in this study is to determine the mechanical properties of existingflange yoke part by performing a couple of tensile tests. After identifying themechanical properties, static analysis is carried out on the existing flange yoke 3Dmodel by using FEA methods in order to determine the stress distribution and totaldisplacement. In the mean time, a similar part which is manufactured by a competitoris also modelled and analysed by FEA methods in order to compare the design withthe previous one. The next step is to create a concept model which will be used intopology optimization sequence. After creating the concept model, design variables,objective function, optimization constraints are identified and topology optimizationis perfomed by using Altair Optistruct codes on flange yoke concept model.After completing topology optimization activities, a new geometry is derivedfrom the optimized topology and FEA methods are used to perform static analysis inorder to compare the stress distribution and total displacement of the new geometrywith the existing ones.Finally, rig tests which are simulating real operating contions are used to validatethe new geometry of flange yoke which is derived from topology optimizationgeometry. As a result the new design of flange yoke is freezed and shifted to serialproduction.