SavedAdd your journal

Journals / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi / 2021 / Cilt: 36 - Sayı: 2

Kafes yapı tasarım ve optimizasyonunda kullanılan geometrik sınırların eklemeli imalat kısıtlarına bağlı olarak belirlenmesi

Recep Muhammet GÖRGÜLÜARSLAN
Pages
607–626
Publication Date
2021-03-05
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Son tasarımlar için karşılaştırılan sonuçlara göre, önerilen tasarım süreci sayesinde belirlenen hedefler için daha iyi performansa sahip tasarımlar elde edilebileceği gösterilmiştir.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Bu çalışmada, kafes yapıların optimizasyon ile tasarımı sürecinde, geometriye ve eklemeli imalattan gelen kısıtlamalara bağlı olarak kafes hücre boyutlarının alabileceği üst ve alt kısıtlar ile optimizasyondaki tasarım değişkenleri olan çubuk eleman çaplarının üst ve alt limitlerinin belirlenmesi için doğrudan kullanılabilecek bir tasarım yöntemi önerilmiştir.
📊
Key Findings & Data:Belirlenen hücre boyutları ile belirlenen hedef ve kısıtlara bağlı olarak tasarımın etkin bir şekilde gerçekleştirilmesi için, topoloji ve boyut optimizasyonlarını beraber kullanılarak en iyi tasarımı verecek bir kafes yapı optimizasyonu süreci önerilmiştir.
💡
Conclusion & Impact:Son tasarımlar için karşılaştırılan sonuçlara göre, önerilen tasarım süreci sayesinde belirlenen hedefler için daha iyi performansa sahip tasarımlar elde edilebileceği gösterilmiştir.
🔬Design:Lab & Field Experiment
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Kafes yapı · Tasarım · Yapısal optimizasyon

Özet

Bu çalışmada, kafes yapıların optimizasyon ile tasarımı sürecinde, geometriye ve eklemeli imalattan gelen kısıtlamalara bağlı olarak kafes hücre boyutlarının alabileceği üst ve alt kısıtlar ile optimizasyondaki tasarım değişkenleri olan çubuk eleman çaplarının üst ve alt limitlerinin belirlenmesi için doğrudan kullanılabilecek bir tasarım yöntemi önerilmiştir. Bu önerilen yöntem, özel olarak basit kafes, basit yüzey merkezli kafes ve basit hacim merkezli kafes olarak adlandırılan üç kafes hücre türü için detaylandırılmıştır. Belirlenen hücre boyutları ile belirlenen hedef ve kısıtlara bağlı olarak tasarımın etkin bir şekilde gerçekleştirilmesi için, topoloji ve boyut optimizasyonlarını beraber kullanılarak en iyi tasarımı verecek bir kafes yapı optimizasyonu süreci önerilmiştir. Optimizasyon süreçlerinin ihtiyaç duyduğu yüksek hesaplama maliyetini en aza indirgeyebilmek için hesaplama maliyeti düşük ama optimum sonuca hızlı bir şekilde ulaşabilen verimli bir optimizasyon algoritması olan Optimallik Kriterleri metodu ile bir optimizasyon süreci geliştirilmiştir. Önerilen tasarım optimizasyon süreci, literatürdeki iki İHA kolu tasarımı örneğine uygulanmıştır. Son tasarımlar için karşılaştırılan sonuçlara göre, önerilen tasarım süreci sayesinde belirlenen hedefler için daha iyi performansa sahip tasarımlar elde edilebileceği gösterilmiştir.

🔖

Cite This Article

GÖRGÜLÜARSLAN, R. M. (2021). Kafes yapı tasarım ve optimizasyonunda kullanılan geometrik sınırların eklemeli imalat kısıtlarına bağlı olarak belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 36 - Sayı: 2, 607–626. https://ajindex.com/articles/106839

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (14)

  1. Gibson L.J. ve Ashby M.F., Cellular Solids: Structure and Properties, 2d ed, Cambridge, 1997
  2. Evans A.G., Hutchinson J.W., Fleck N.A., Ashby M.F., Wadley H.N.G., The topological design of multifunctional cellular metals, Progress in Material Science, 46 (3-4), 309–327, 2001
  3. Deshpande V.S., Fleck N.A., Collapse of truss core sandwich beams in 3-point bending, International Journal of Solids and Structures, 38 (36-37), 6275–6305, 2001
  4. McKown S., Shen Y., Brookes W.K., Sutcliffe C.J., Cantwell W.J., Langdon G.S., Nurick G.N., Theobald M.D., The quasi-static and blast loading response of lattice structures, International Journal of Impact Engineering, 35(8), 795–810, 2008
  5. Rosen D.W., Computer-Aided Design for Additive Manufacturing of Cellular Structures, Computer Aided Design and Applications, 4 (5), 585–594, 2007
  6. Gorguluarslan R.M., Park S.-I., Rosen D.W., Choi S.-K., A multilevel upscaling method for material characterization of additively manufactured part under uncertainties, Journal of Mechanical Design, 137(11), 111408, 2015
  7. Schaedler T.A., Carter W.B., Architected cellular materials, Annual Review of Materials Research, 46, 187–210, 2016
  8. Gorguluarslan R.M., Choi S.K., Saldana C.J., Uncertainty quantification and validation of 3D lattice scaffolds for computer-aided biomedical applications, Journal of Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 71, 428–440, 2017
  9. Zok F.W., Latture R.M., Begley M.R., Periodic truss structures, Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 96, 184–203, 2016
  10. Liu J., Gaynor A.T., Chen S., Kang Z., Suresh K., Takezawa A., Li L., Kato J., Tang J., Wang C.C.L., Cheng, L., Current and future trends in topology optimization for additive manufacturing. Structural and Multidisciplinary Optimization, 57(6), 2457–2483, 2018
  11. Gorguluarslan R.M., Gandhi U.N., Mandapati R., Choi S.K., Design and fabrication of periodic lattice-based cellular structures, Computer Aided Design and Applications, 13(1), 50–62, 2016
  12. Tang Y., Kurtz A., Zhao Y.F., Bidirectional Evolutionary Structural Optimization (BESO) based design method for lattice structure to be fabricated by additive manufacturing, Computer-Aided Design, 69, 91-101, 2015
  13. Alzahrani, M., Choi S.K., Rosen D.W., Design of truss-like cellular structures using relative density mapping method. Materials and Design, 85, 349–360, 2015
  14. Gorguluarslan R.M., Gandhi U.N., Song Y., Choi S.-K., An improved lattice structure design optimizatio