Otomotiv Endüstrisinde Topoloji Optimizasyonu ile Ağırlık AzaltmaUygulaması Üzerine Bir Araştırma

A Research on Weight Reduction Application with Topology Optimization in the Automotive Industry

Özet

Son yıllarda; otomotiv sektöründeki firmalar, taşıtlarda yakıt tüketimini azaltacak ve enerji verimliliğini arttıracak yeni çalışmalarayönelmişlerdir. Araçların yakıt tüketimini ve buna bağlı olarakta emisyon oranlarını azaltmada en etkili çözümlerden biri taşıtağırlığında azaltılma yapılmasıdır. Tasarımı yapılan taşıt parçalarında malzeme dağılımının en iyi şekilde sağlanması içinoptimizasyon yöntemleri kullanılmaktadır. Yapısal optimizasyon ile tasarlanan taşıt parçalarının; boyut, şekil ve topoloji olarak en iyihale getirilmesi amaçlanır. Yapısal optimizasyonun hedefleri; ağırlığı azaltmak, rijitliği arttırmak, stresi azaltmak, üretilebilirliğisağlamak, üretim maliyetlerini düşürmek olarak sıralanabilir. Topoloji optimizasyonu, uygulamalı matematik alanında geliştirilen biryapısal optimizasyon yöntemidir. Topoloji optimizasyonu; makine, imalat, otomotiv, inşaat ve havacılık gibi birçok disiplinde uygulama alanı bulmaktadır. Bu makale, otomotiv endüstrisinde topoloji optimizasyonu ile ağırlık azaltma çalışmalarına genel birbakış sunmaktadır. Standart optimizasyon yaklaşımlarına alternatif olarak topoloji optimizasyon yöntemi, verilen performanshedefleri açısından araç ağırlığını azaltmayı ve en uygun malzeme dağılımını bulmayı amaçlayan bir yaklaşımdır. Sonuç olarak,topoloji optimizasyon yöntemi kullanılarak parça tasarımında gerçek çalışma şartlarında karşılaşılan yükler ve zorlanmalar karşısındasınır şartları belirlenerek en ekonomik ve optimum ürünler geliştirilebilmektedir.

Abstract

Recently, the companies in the automotive sector have tended towards the new studies decreasing fuel consumption and increasingenergy efficiency in vehicles. One of the most effective solutions for reducing fuel consumption of vehicles in parallel with emissionrates is to reduce vehicle weight. Optimization methods are used to ensure the best material distribution in the designed vehicle parts.It is aimed to optimize in size, shape and topology of vehicle parts designed with structural optimization. Structural optimizationgoals; can be listed as reducing weight, increasing stiffness, reducing stress, ensuring manufacturability, and reducing productioncosts. Topology optimization is a structural optimization method developed in applied mathematics. Topology optimization findsapplication in many disciplines such as manufacturing, automotive, construction and aerospace. This article provides an overview oftopology optimization and weight reduction efforts in the automotive industry. As an alternative to standard optimization approaches,the topology optimization method is an approach that aims to reduce vehicle weight and find the optimal material distribution in termsof given performance targets. Consequently, the most economic and optimum products can be developed and designed by determiningboundary conditions due to the stresses and forces in real time working conditions with using computer software and analysis.