Uzay çubuk sistemlerde ikinci mertebe limit yük için yapı ağırlığını minimum yapan bir boyutlandırma yöntemi

A minimum weight design method for materially and geometrically non-linear framed space structures

Abstract

: In this study, a method of successive approximations is developed for the minimum weight design of non-linear framed space structures. Each step of the optimization process is composed of de¬sign and analysis phases. At each design phase of the method, a linear programming technique is applied to structural optimization. In the proposed method, the equilibrium equations are linearized by estimat¬ing the axial forces caused by the factored loads and the yield condition is linearized by assuming that the yield surface is composed of planes. In each design phase, the relationships between the cross-sectional properties are taken from the previous design phase and the plastic section locations and corre¬sponding plastic deformation vector directions are taken from the non-linear analysis of the system de¬signed in the previous step. When the design variables or the weight of structure are equal or approxi¬mately the same in two successive steps, the computation is terminated and the minimum weight solu¬tion is obtained. The method can also be applied to the minimum weight design of materially and geo¬metrically non-linear plate and shelfstructures which are idealized by equivalent frame elements.

Özet

Bu çalışmada, uzay çubuk sistemlerin ikinci mertebe limit yüke göre minimum ağırlıklı olarak boyutlandırılmaları amacıyla bir ardışık yaklaşım yöntemi geliştirilmiştir. Her adımı birbirini izleyen boyutlandırma ve sistem hesabı aşamalarından oluşan ardışık yaklaşım yönteminde, enkesit karakteris¬tikleri arasındaki bağıntılar bir önceki adımın boyutlandırma aşamasından, ikinci mertebe limit yüke karşı gelen plastik kesit yerleri ile bu kesitlere ait akma vektörü doğrultuları ise bir önceki adımın sistem hesabı aşamasından alınmaktadır. Her adımda, ağırlık fonksiyonunun ve kısıtlamaların lineerleştirilmesi ile lineer programlama problemine dönüştürülen optimizasyon probleminin çözümü için Simplex Yön¬teminden yararlanılmıştır. Geliştirilen yöntemin sayısal uygulamalarına olanak sağlamak amacıyla bir bilgisayar programı hazırlanmıştır. Geliştirilen yöntem, malzeme ve geometri değişimleri bakımından lineer olmayan ve eşdeğer çubuk sistem ortamında idealleştirilebilen yüzeysel taşıyıcı sistemlerin optimi-zasyonuna da uygulanabilmektedir.