Evrimsel ve topoloji optimizasyon yöntemi ile eğilmeye çalışılan boşluklu kirişlerin boyut analizi
Dimension analysis of bending perforated beams with the evolutionary topological optimization method
Yazar: ENDER ÇELİK
Danışman: PROF. DR. VEDAT SAVAŞ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Dünyanın hızla artan nüfusuna paralel olarak üretimin de artması da kaçınılmazdır.
Üretimin artması ile birlikte özellikle büyük şehirlerde üretim tesislerinin sayısının
artmasının yanında bu tesislerin büyüklükleri de artmaktadır. Sanayileşmenin yanında
artan nüfusa paralel olarak barınma yerlerinin daha yüksek ve daha büyük açıklığa sahip
olması kaçınılmazdır.
Zaman ilerledikçe bu yüksek ve geniş açıklığa sahip üretim, barınma ve sosyokültürel
yerlerin inşasında kullanılan çelik elemanların ekonomiklik faktörü de göz önünde
bulundurularak kullanılmasına önem verilmektedir.
Bu gün gelişen ve gelişmekte olan ülkelerde büyük açıklık ve yüksekliğe sahip
binaların taşıyıcı sistemlerinde kullanılan çelik elemanların ekonomiklik seviyesini
arttırmak için petek kirişler kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı klasik petek kirişlerin
üretildiği ı profilleri evrimsel topolojik optimizasyon uygulayarak taşıma kapasitesi daha
yüksek ve bunun yanında ağırlığı daha az olacak şekilde optimal göz boşluğunun şekil ve
açıklığını belirlemektir. Elde edilen optimal göz şekil ve açıklığının etkileri, tasarlanan
evrimsel topolojik optimizasyonunun, sonlu elemanlar yöntemi ile standart ı profile
uygulanması ile elde edilmiş olup, yine sonlu eleman yöntemi ile elde edilen optimal göz
şekil ve açıklığa sahip optimal kiriş ile piyasada yaygın olarak kullanılan kirişlerin gerilim
ve deplasman analizleri yapılarak karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma; optimal kirişin
ağırlık/taşıma kapasitesinin yaygın kullanılan petek kirişlere göre daha yüksek olduğunu
ortaya koymuştur. Topoloji optimizasyonu ile alışageldik petek kiriş geometrisi değişime
uğramış ve de mukavimlik artmıştır.

Abstract:
It is inevitable that production will increase in parallel with the increasing demand
of the world's rapidly increasing population. Along with the increase in production, the
number of production facilities in major cities also increases and their size increases. In
parallel with the growing population, it is inevitable that the places of welfare have higher
and greater clearance
As time progresses, it is emphasized that steel elements used in production,
accommodation and socio-cultural places with high and wide clearance should be taken
into account in consideration of economy factor.
In today's developing and developing countries perforated beams are used to
increase the economical level of the steel elements used in the bearing systems of buildings
with large openings and heights. The aim of this study is to determine the optimal shape
and clearance of the web openings in order to both increase the carrying capacity and
decrease the weight of classic perforated beams by using evolutionary topological
optimization technique. The effects of the optimal shape and web openings has been
obtained by the application of the evolutionary topological optimization through finite
elements method, and then the obtained optimal beam has been compared with widely used
perforated beams in the market by using stress and displacement analysis. The designed
beam was seemed to have more advantages then the widely used ones in industry with a
less weight and higher carrying capacity. With the topology optimization, the usual classic
perforated beams' geometry has been changed and stiffness was improved.