Bir kiral kafes yapının tasarım ve optimizasyonu

OpenAlex Türkçe

Kiral kafes yapıları zikzak şeklinde kübik hücrelerin üst üste ve yan yana çoğaltılmasıyla oluşturulan ökzetik davranışa sahip yapılardır. Bu çalışmada bir kiral kafes yapının tasarımı ve optimizasyonu yapılmıştır. Malzeme Ti-6Al-4V titanyum alaşımıdır. Kafes yapının ayrıt kesiti daireseldir. Yapısal analiz için sonlu eleman esaslı simülasyon yapılmıştır. Simülasyonda yapı bir ucundan ankastre bağlantı ile mesnetlenmiştir. Yük olarak da yapının serbest ucuna eksenel yer değiştirme uygulanmıştır. Simülasyon sonunda gerilme, deformasyon, enerji, Poisson oranı elde edilmiştir. Bu parametreler ve kafesin boyutları, uygulanan yük değerleri genetik algoritma esaslı optimizasyona tabii tutulmuştur. Optimizasyonda minimum boyut ile maksimum dayanımın elde edilmesi amaçlanmıştır. Sonuç olarak optimum değerler elde edilmiş ve parametrelerin birbirleri ile ilişiklerini veren cevap yüzey fonksiyonları sunulmuştur. Buna göre ayrıt kesitin yarıçapı 1 mm olduğunda yapı 0,12 mm yer değiştirmeye dayanmaktadır. Bu durumda yapı içerisinde 266,05 MPa değerinde çekme ve 233,34 MPa değerinde basma gerilmeleri oluşmaktadır. Bu değerler yapının akma dayanımının altındadır. Bu hâli ile yapının kütlesi 0,4549 g değerindedir.