Çarpışma yükü altındaki yapıların sonlu elemanlar metodu ile analizi ve optimum tasarımı

Abstract

Çarpışma yükü altındaki yapıların davranışı dinamik ve çok büyük oranda doğrusal olmayan bir davranış gösterir. Doğrusal olmayan davranışlar malzemelerin büyük deformasyonlarından, deforme olan yapıların arasındaki temas durumlarından ve malzemenin yüksek germim hızlarındaki plastik davranışlarından kaynaklanmaktadır. Bunun yanında, doğrusal olmayan sonlu elemanlar analizi gibi matematik modelleme metodları ve bilgisayar donanımları bu derecede kompleks problemlerin modellenebilmesi ve hassas bir şekilde çözülebilmesi yönünde ancak yakın zamanda bir gelişme göstermişlerdir. Bu tezde, çarpışma yükü altındaki yapıların optimizasyonu için yaklaşık hesap konseptleri ile optimizasyon algoritmalarını birleştiren bir uygulama yapılmıştır. Cevap yüzeyi yaklaşık hesapları dinamik optimizasyon problemlerinin çözümüne başarı ile uygulanmıştır. Sonuçlar göstermiştir ki, cevap yüzeyi yaklaşık hesapları çarpışma yüküne maruz kalan yapıların tasarım optimizasyonunda başarı ile uygulanabilmektedir.

Structural behavior is highly non-linear and dynamic under impacts..-,Non^^ linearities are caused by large deformations of the materials in the structure, the contacts between the deforming materials and the high strain rate depedent material plasticity. However, only recently the mathematical modeling methods such as non linear finite element analysis and computer hardware have advanced to the level where such complex problems can be modeled and solved accurately. In this thesis, application of approximation concepts associated with the optimization approach to optimize structures under impact loading is studied. Response surface approximations have been applied successively to the solution of a variety of dynamic optimization problems. Results show that response surface approximation approach is effective in design optimization of structural systems subjected to impact loading.