TOPOLOGY OPTIMIZATION OF A SANDWICH STRUCTURAL COMPONENT AGAINST HIGH IMPULSE LOADINGS
Date
2022-01-21
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
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. Accord ing 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. Nu merical 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 analy ses 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.
Description
YÜKSEK DARBELİ YÜKLEMELERE KARŞI SANDVİǸ YAPISAL BİLEŞEN˙IN TOPOLOJİ OPTİMİZASYONU
ÖZ: Sandviç yapılar, hafif, ekonomik ve dayanıklı olmasından dolayı günümüzde birçok 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 gerceklestirilmistir. 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.
ÖZ: Sandviç yapılar, hafif, ekonomik ve dayanıklı olmasından dolayı günümüzde birçok 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 gerceklestirilmistir. 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.
Keywords
mechanical engineering