Structural design, topology and multi objective optimization of wing kit of munition utilizing lattice cell structures

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, HAVACILIK VE UZAY MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: BUĞRA AKSOY

Danışman: Altan Kayran

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tez çalışmasında, latis hücre yapıları kullanılarak 3 noktalı bükme testi numunesinin ve mühimmat kanadının çok amaçlı optimizasyon yöntemleriyle, dayanım ve kütle optimizasyonu yapılmıştır. İlk aşamada, 3 noktalı bükme numunesinin iç kısmına kiriş tabanlı latis yapıları yerleştirilmiştir. Tek ve birden fazla tasarım değişkeni ile kiriş çaplarının optimizasyonu yapılmıştır. Tüm yapının performansı, tek veya çoklu tasarım değişkenine göre karşılaştırılmıştır. İkinci aşamada ise, mühimmat kanadının tasarım bölgesi belirlenip, kiriş tabanlı latis hücreleri yerleştirilmiştir. Latis hücrelerinin yerleştirilmesi için cezalandırma ile katı izotropik malzeme (SIMP) yöntemi kullanılmıştır. Burada amaç fonksiyonu, tasarım alanının hacminin %50 oranında azaltılırken, yapının katılığını maksimum seviyeye getirmektir. Sonlu elemanlar modelindeki elemanların göreceli yoğunluğu %40'tan az ise, kafes yapıları yerleştirilir, fazla ise katı eleman olarak kalır. Sonrasında, kafes hücre yapılarının çapı, çok amaçlı optimizasyon kullanılarak optimize edilmiştir. Sonlu eleman modeli HyperMesh programında hazırlandıktan sonra, çap optimizasyonu için HyperStudy programı kullanılır. Sonlu eleman modelinin HyperMesh programından, HyperStudy programına aktarımını kolaylaştırmak için bir Python kodu geliştirilmiştir. Bu sayede sonlu elemanlar modeli, HyperStudy programına parametrik olarak aktarılabilir. Son olarak, çok amaçlı optimizasyonun tamamlanmasının ardından elde edilen sonuçlara göre Catia V5 programında model hazırlamak için başka bir Python kodu geliştirilmiştir ve numuneler üretilmiştir. Bu tez, mühendislik alanında çok amaçlı optimizasyon yöntemiyle optimize edilmiş kafes yapılarının uygulanmasını, 3 noktalı bükme testi numunesi ve mühimmat kitinin kanadı üzerinde göstermektedir. Elde edilen sonuçlara dayanarak, kafes yapıları ile oluşturulan optimize edilmiş, 3 noktalı bükme numunesi ve mühimmat kanadının kütle ve katılık amaç fonksiyonu açısından performansı artırılmıştır.