Düzlem Kafes Taşıyıcı Sistemlerin Sıcaklık Etkisi Altında Optimum Tasarımı

Abstract

Düzlem kafes sistemlerin optimizasyonunun önemi özellikle büyük çaplı projelerde ön plana çıkmaktadır. Bu çalışmada, düzlem kafes sistemlerin sıcaklık etkileri altında optimum tasarımı araştırılmıştır. Çubuk elemanların kesitleri tasarım değişkeni olarak seçilmiş ve toplam maliyetin bir göstergesi olarak çubuk kesit alanlarının toplamı seçilmiştir. Tasarım değişkeni olarak seçilen kesit alanlarında yapılan alt ve üst sınırlar, deplasman kısıtlamaları, rijitlik kısıtlamaları gerilme kısıtlamaları altında amaç fonksiyonu minimize edilmiştir. Tanımlanan amaç fonksiyonu ve kısıtlamalar altında “Differential Evolution’’ nümerik optimizasyon metodu optimum tasarımları bulmak için kullanılmıştır. Örnek bir düzlem kafes taşıyıcı sistem üzerinde amaçlanan optimizasyon yönteminin uygulamasının bir örneği gösterilmiştir. Yapılan sayısal analizler göstermiştir ki; sıcaklığa maruz kalan kafes sistemlerde sıcaklığın optimum tasarımlar üzerinde önemli bir etkisi vardır ve sıcaklık etkisinin önemli olduğu yapılarda bu etkinin de tasarım aşamasında dikkate alınması gerekmektedir.

The importance of optimizing the plane truss systems is especially important in large-scale projects. In this study, optimum design of plane truss systems under temperature effects was investigated. The sections of the rod elements are chosen as the design variables and the sum of the bar cross sections is selected as an indicator of the total cost. The objective function has been minimized under the upper and lower bounds, displacement constraints, stiffness constraints, and stress constraints in the cross-sectional areas selected as design variables. Under the defined objective function and constraints, the "Differential Evolution" numerical optimization method is used to find optimum designs. An example of the application of the intended optimization method on a planar truss structure is shown. Numerical analyses showed that; in the truss structure exposed to temperature, there is a significant effect on the optimum design of the temperature and it is necessary to take this effect into consideration during the design stage when the effect of temperature is important.