Yüksek darbeli yüklemelere karşı sandviç yapısal bileşenin topoloji optimizasyonu

Abstract

Sandviç¸ yapılar, hafif, ekonomik ve dayanıklı olmasından dolayı günümüzde bir çok alanda kullanılmaktadır. Zırhlı askeri araçlardaki uygulamalar da bu alanlardan biridir. Literatürde daha önceden yapılan çalışmalara göre, sandviç¸ yapılar, monolit yapılara karşı büyük avantaj sağlamaktadır. Günümüzde araştırmacılar, bu avantajı artırmak için malzeme veya topoloji optimizasyonu açısından sandviç¸ yapıları geliştirmek için çalışmaktadır. Deneysel çalışmalardan önce uygulanan nümerik analiz denemeleri ise bu geliştirmeye zaman ve maliyet açısından yardımcı olmaktadır. Bu tez çalışmasında, seçilen farklı çekirdek geometri tipleri SolidWorks paket programında modellenmiştir. Daha sonra ise ABAQUS/ Explicit sonlu elemanlar programında analizleri yapılmıştır. Başlangıçta, sadece değerlendirme ve karşılaştırma amacıyla sabit parametreler altında analizler gerçekleştirilmiştir. Çıkan sonuçlara göre malzeme parametreleri, üretimde kullanılacak malzeme parametrelerine göre belirlenip analizler yapılmıştır. Fakat bu çalışmada, malzeme optimizasyonu yapılmamış¸, sadece topolojiye odaklanılmıştır. Ayrıca geometriler modellenirken, seçilen geometri tiplerinin üretim açısından sorun çıkarmayacak şekilde belirlenmesi amaçlanmıştır. Belirlenen bu parametreler ve analiz sonuçları ile, üretim açısından da kolay olmak üzere optimum bir çekirdek geometrisi önerilmiştir.

Sandwich structures are used in many areas today due to their lightness, economy and durability. Application in armoured military vehicles is one of these areas. According to previous studies in the literature, sandwich structures provide a great advantage over monolith structures. Today, researchers try to develop sandwich structures in terms of material or topology optimization to further increase this advantage. Numerical analysis trials applied before experimental studies, on the other hand, help this development in terms of time and cost. In this thesis, different core geometry types selected are modelled in the SolidWorks package program. Then, the analyses were made in the ABAQUS/Explicit finite element program. Initially, analyses were performed under fixed parameters for evaluation and comparison purposes only. According to the results, the material parameters were determined according to the material parameters to be used in production and the analyses continued in this way. However, in this study, no material optimization was made, only the topology was focused. In addition, while the geometries are modelled, it is aimed to determine the selected geometry types in a way that will not cause problems in terms of production. With these determined parameters and analyses, an optimum core geometry has been proposed, which is also easy in terms of production.