FBE- Gemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Lisansüstü Programı
Bu topluluk için Kalıcı Uri
Gemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı altında bir lisansüstü programı olup, yüksek lisans ve doktora düzeyinde eğitim vermektedir.
Gözat
Yazar "Ateş, Burçin" ile FBE- Gemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Lisansüstü Programı'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeGemi yapılarında gerilme yığılması öngörülerinin kaba ağ yapısı ve makine öğrenmesi ile gerçekleştirilmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020-05-14) Ateş, Burçin ; Köroğlu, Serdar Aytekin ; 508171104 ; Gemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği ; Shipbuilding and Ocean EngineeringGemi ve deniz yapılarının tasarımında dikkate alınması gereken limit durumlar vardır. Servis limit durumunda (SLD) global ölçekte ve kaba ağ yapısıyla analizler yapılır. Yorulma limit durumunda (YLD), SLD'nda gözükmeyen ve yapının özellikle süreksizlikler veya ani değişim gösteren bölgelerinde bulunan gerilme yığılmalarına ve bu gerilmelerin yorulma ömrüne olan etkisine yoğunlaşılır. Sıcak nokta gerilmesi denilen ve sonlu elemanlar analizi ile ekstrapolasyon kullanılan hesap yaklaşımında, yapının yerel ve SLD'de kullanılana kıyasla çok daha yüksek çözünürlükte bir ağ yapısının kullanıldığı bir model üretilir. Bu modelin analiz süresi, ağ yapısı ve farklı yükleme durumlarının da katkısıyla yüksek hesaplama maliyetlerine yol açmaktadır. Bu durum özellikle tasarım için gerekli parametrik çalışmaların pratikte yapılmasını zorlaştırmaktadır. Makine öğrenmesi, genel bir matematik model kullanımı yerine, deney yoluyla elde edilen veya karmaşık matematiksel modellerden üretilen verilerden yola çıkılarak kurulan yaklaşık modellerin anlam çıkarma, tahmin gibi amaçlarla kullanılmasını sağlayan istatistiksel yöntemleri ifade eder. Gerilmeler, yapısal mekanik analizlerin çoğunda incelenir. Yorulma dayanımını etkileyen faktörlerden bazıları, malzeme tipi, ortalama ve artık gerilme, kalite ve kaynak kusurları gibi imalat faktörleri ve son olarak boyut ve plaka kalınlığı dır. Yorulma, yeterince yüksek bir güvenlik seviyesi sağlamak için gemilerde önemli bir tasarım kriteridir. Bir yapıda şekil veya kesitte ani bir değişiklik olan bölgeler süreksizlik nedenidir ve gemi söz konusu olduğunda kabaca birçok yapının birleşimi olduğu düşünülürse bu tarz süreksizlikler kaçınılmazdır. Çeşitli konumlardaki (örn. ambar kapağı köşelerinde, kaynak ağızlarında, perdelerde, takviye uçlarında, kiriş ağ plakalarında ve çift dipli sintine alanlarında, enine stifner bağlantılarında..vb) gerilme yığılmaları nedeniyle yorulma meydana gelir. Bu tür gerilme yığılmalarının değerlendirmesi yapısal tasarımda normal gerilme analizinden farklıdır. Buradaki amaç akma gerilmesinden ziyade süreksizlik bulunan noktada lokal bir değerlendirme yapıp yorulma nedeniyle oluşan kırılma ve çatlama gibi durumların değerlendirilmesidir. Gemi yapılarında enine stifner bağlantıları veya T birleşim noktaları gibi çeşitli kaynaklı bölgelerde gerilme yığılmaları meydana gelir. Bu bölgelerden klas kuruluşları da incelendiğinde çok sık karşılaşılan bir problem olan, T şeklinde iki plakanın birleşiminden oluşan yapısal bir modelin gerilme yığılmaları bu çalışma kapsamında incelenmiştir. Modelin simülasyonu Ansys APDL Script programlama dilinde parametrik model kodu oluşturularak yapılmıştır. Seçilen bağımsız parametreler ile modelin boyutu, kalınlığı, yük durumu ve mesh boyutları düzgün dağılımlı rastgele değişmektedir. Aynı zamanda değişen parametrelerin sınırları gemi inşa alanında kullanılmaya uygun olacak şekilde genişletilmiştir. Böylece modelin çok değişkenli birden fazla durumunu gözlemek mümkün olmuştur. Modelde gemi dizaynı sırasında uyulması gerekilen klas kuruluşlarının belirlediği kurallara göre yapılan gerilme hesaplaması referans değerler olarak kabul edilmiştir. Bu gerilme hesaplamalarında plakaların kalınlığı kadar (t x t) hassas bir mesh örgüsü uygulanıp gerilme değerleri elde edilmiştir. Sonra aynı model mesh hassasiyeti azaltılarak daha kaba bir mesh ile analiz edilmiştir. Yapılan analizlerde önce 200 farklı durum incelenmiş olup sonra veri sayısı arttırılarak 2000 farklı analiz yapılmıştır. Kaba ağ yapısına sahip modelden çekilen gerilme değerleri (aynı zamanda modeldeki gerilme yayılımını ölçmek için meta parametre olan) bir yarıçap kadar alanda taratılmıştır. Alan etkisi önemli bir parametredir. Çünkü yığılmanın meydana geldiği noktadan iki farklı yarıçap parametresi ile uzak ve yakın alanlardan mantıklı gerilmeler alınarak, etkisiz noktalardaki değerlerin modelde oluşturacağı sapmaların önüne geçilmiştir. Taratılan alanda oluşan gerilme dağılımının ortalaması ve standart sapması da makine öğrenmesi uygulaması için bir girdi oluşturacaktır. Amaç, kaba bir mesh analizinden elde edilen gerilmelerin dağılımı, varyansı, mesh boyutu, maksimum gerilmesi gibi farklı farklı etmenler ile makineye problemi öğretip referans gerilme değerini tahmin etmektir. Bu çalışma ile seçilen parametrelerin tahminde etkili olduğu gözlenmektedir. Örneğin mesh boyutunu makine öğrenmesi inputlarından çıkarıldığında kök ortalama kare hata dikkate alınırsa 2 kat artmaktadır, veya her iki model için ekstrapole edilmiş gerilme değerleri yerine maksimum gerilme değerlerine göre hata hesaplandığında yine 1,7 kat artış gözlemlenmektedir. Hesaplanan hata oranları makine öğrenmesi yöntemlerinden Gauss süreci regresyon analizi sonucunda elde edilen değerlerdir. Sonuç olarak, bir regresyon analizi yapılarak hassas mesh modelinin gerilme sonuçları tahmin edilmekte ve böylece büyük ölçekli yapıların tasarımında zaman ve bilgi tasarrufu sağlanmaktadır.