Structural buckling optimization of stiffened plates

Abstract

Bu tezde takviyeli plakaların yapısal burkulma optimizasyonu çalışılmıştır. İki tip takviye elemanı çeşidi kullanılmıştır. Bunlar düz takviyeler ve T şeklindeki takviyelerdir. İncelenen plaka tiplerinin uzunluk, genişlik ve hacim ortak kısıtları vardır. Her çeşit takviyeli plaka tipinde yastık, ara takviye elemanı ve lineer değişen plaka elemanlarından oluşan bazı kombinasyonlar kullanılmıştır. Plakların burkulma analizleri 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 ve T şeklinde takviye elemanları kullanarak 16 tip plakanın burkulmaya karşı etkileri irdelenmiştir. Bu amaçla 315 tane plağın analizi ve optimizasyonu yapılmıştır. İncelenen plakların burkulma optimizasyon sonuçları kullanılan eleman kombinasyonuna ve takviye elemanları sayısına göre geniş bir aralık içinde dalgalanmaktadır. Eleman tiplerine ve takviye elemanlarının sayısına göre burkulma yükündeki iyileşmeler gözlenip kullanılan eleman ve takviye elemanı tipi ile ilişkilendirilip karşılaştırmalar yapılmıştır.Anahtar Kelimeler: Takviyeli plakalar, Burkulma analizi, Yapısal optimizasyon, Sonlu şeritler.

In this thesis, structural buckling optimization of stiffened plates was studied. Two types of stiffeners were used. First, straight stiffeners and second T shaped stiffeners. Examined plate types have common length, width and volume constraints. In each stiffener type, some combinations of pad elements, substiffener elements and variable plate skin were used. Buckling analyses of plates were carried out using a Fortran computer code which is based on Finite Strip (FS) method and developed by Özakça[1]. Optimization of plates was carried out with same program, which uses Sequential Quadratic Programming (SQP) as optimization tool. By these applications the effectiveness of 16 plate types using straight and T shaped stiffener types were investigated. Totally 315 runs were carried out for this purpose. The buckling 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.Key Words: Stiffened plates, Buckling analysis, Structural optimization, Finite strip