Free vibration analysis and structural optimization of stiffened panels

Abstract

Bu tezde takviyeli plakaların serbest titreşim analizi ve yapısal optimizasyonu çalışılmıştır. Farklı düz takviyeli eleman çeşidi kullanılmıştır. İncelenen plaka tiplerinin uzunluk, genişlik ve hacim ortak kısıtları vardır. Her çeşit takviyeli plaka tipinde yastık, ara takviye gibi bazı kombinasyonlar kullanılmıştır. Plakaların titreşim analizi Özakça[1] tarafından geliştirilen Sonlu Şeritler metodu tabanlı bir FORTRAN yazılımıyla gerçekleştirilmiştir. Plakaların optimizasyon işlemi de aynı program tarafından Ardışık Karesel Programlama algoritması kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu çerçevede düz takviye elemanları kullanılarak dört tip plakanın serbest titreşim analizi incelenmiştir. Bu amaçla 168 tane plağın analizi ve optimizasyonu yapılmıştır. İncelenen plakların titreşim optimizasyon sonuçları kullanılan eleman kombinasyonuna ve takviye elemanları sayısına göre geniş bir aralık içerisinde dalgalanmaktadır. Eleman tiplerine ve takviye elemanlarının sayısına göre serbest titreşim analizindeki iyileşmeler gözlenip kullanılan eleman ve takviye eleman tipi ile ilişkilendirilip karşılaştırmalar yapılmıştır.

In this thesis, free vibration analysis and structural optimization of stiffened plates was studied. Different types of straight stiffeners were used. Examined plate types have common length, width and volume constraints. In each stiffener type, some combinations of pad elements, sub stiffener elements were used. Vibration analyses of plates were carried out using a Fortran computer code which is based on Finite Strip method and developed by Özakça[1]. Optimization of plates was carried out with same program, which uses SQP as optimization tool. By these applications the effectiveness of four plate types using straight stiffener types were investigated. Totally 168 runs were carried out for this purpose. The vibration optimization results are fluctuating in a wide range due to used elements combinations listed above and number of stiffeners. Improvements due to used element type and number of stiffeners are listed and compared according to stiffener types.