Çelik Çerçevelerin LRFD-AISC Şartnamesine Göre Av Arama Optimizasyon Yöntemi Kullanılarak Optimum Boyutlandırılması

Konferans Bildirisi -- Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2013Conference Paper -- Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2013Bu çalışmada çelik çerçeveler için av arama optimizasyon yöntemini temel alan bir optimum tasarım algoritması sunulmaktadır. Aslan, kurt ve yunus gibi hayvanların gurup olarak avlanmalarından esinlenilerek geliştirilmiş olan av arama optimizasyon yöntemi de bu tekniklerin son dönemlerde ön plana çıkanlarından biridir. Bu avcılarıjn her biri avlanmalarını farklı şekillerde gerçekleştirir. Fakat ortak yönleri grup içinde birlikte av aramalarıdır. Avın etrafı çembere alınır ve yakalanana kadar çember daraltılır. Mevcut çalışmada av arama tekniği çerçeve optimizasyon algoritmasının otomasyonu için kullanılmıştır. İki boyutlu çelik çerçevelerin optimum tasarımının gereği olarak; yapı elemanlarının W profiline uygun olması, LRFD-AISC tasarım şartnamelerindeki sınırlayıcıları sağlaması ve çerçevenin minimum ağırlığa sahip olması gerekmektedir. Bu amaçla burkulmayı da hesaba katan dayanım sınırlayıcıları göz önünde bulundurulmuş ve algoritmanın kolon ve kirişler için Amerikan Şartnamesindeki 272 kesit içerisinden seçim yapması sağlanmıştır. Her bir grup içindeki elemanlara aynı kesitin tayin edilebilmesi için eleman gruplandırılması yapılmıştır. Şartnamedeki sınırlayıcıları dikkate alarak minimum çerçeve ağırlığını hesaplayan bu algoritmanın etkinliği örnek problemlerle gösterilmiştir.This study presents a hunting search based optimum design algorithm for moment resisting steel frames. Hunting search algorithm is a numerical optimization method inspired by group hunting of animals such as wolves, lions, and dolphins. Each of these hunters performs hunting in a different way. However, they are common in that all of them look for a prey in a group. Prey is encircled and the ring of siege is tightened gradually until it is caught. Hunting search is employed for the automation of optimum design process, during which size variables are selected from an available W-steel section list in such a way that the weight of frame is minimum and the design constraints are satisfied. Provisions of LRFD-AISC (Load and Resistant Factor Design-American Institute of Steel Construction) are considered to formulate the optimum design problem. Different numerical examples are designed by the presented algorithm to demonstrate its efficiency. Results reveal that hunting search shows good performance in finding optimum solutions for moment resisting steel frames

Ondülin Gövdeli Kirişlerin Stokastik Optimizasyon Yöntemleri Kullanılarak Optimum Boyutlandırılması

Konferans Bildirisi -- Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2015Conference Paper -- Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2015Gövde kesiti ince dalgalı çelik bir levhanın alt ve üst flanş görevi gören iki çelik plaka ile birleştirilmesi şeklinde tasarlanan ondülin gövdeli kirişler stabilite kaybına ve deformasyonlara engel olurken, yük altında kirişin plastik limit noktasına gelmeden rijitlik kaybına bağlı burkulmasını engelleyerek kesme kuvvetine ve yerel etkilere karşı kirişin yük taşıma kapasitesini arttırmaktadır. Kiriş gövdesinin bu özel yapısı ile kiriş öz ağırlığının azalması ve yük taşıma kapasitesinin artması sağlanarak ekonomik kazanç elde edilmektedir. Bu çalışmada, dalgalı gövde yapısına ait kalınlık ve derinlik parametreleri ile flanşların kalınlıkları tasarım değişkenleri olarak alınarak ondülin gövdeli kirişlerin yeni optimizasyon yöntemleri ile tasarım sınırlayıcıları altında minimum ağırlığa sahip olacak şekilde optimum boyutlandırılması yapılacaktır. Formülasyonu oluşturulmuş yapısal optimizayon problemlerinin çözümü yeni optimizasyon teknikleri olan av arama ve ateşböceği algoritması yöntemlerinin adaptasyonu ile elde edilecek ve bu şekilde aynı zamanda bu stokastik yöntemlerin yapıya ilk uyarlamaları gerçekleştirilerek her iki yöntemin minimum ağırlığının bulunması sürecinde sergilediği performanslar kıyaslanacaktır. Ondülin gövdeli çelik kiriş sistemlerinin tasarımları için BS EN1993-1:2005 (Annex-D, Eurocode 3) ve DIN 18-800 Teil-1 şartnamelerinde öngörülen tasarım kıstasları esas olarak kabul edilecektir. Anahtar Kelimeler: Stokastik Methodlar, Av Arama, Ateş Böceği Algoritması, Ondülin Gövdeli Kirişler.Corrugated structure of the web cross-section not only increases the resistance of the beam against to shear force and other possible local effects, but also prevents the buckling due to loss of moment of inertia before the plastic limit. This specific structure of the web leads to a decrease in the beam unit weight and increase in the load carrying capacity. In this study, corrugated web beams will be optimized by use of stochastic optimization methods. Web height, web thickness, distance between the peaks of the following two web curves as well as the width and thickness of flange of corrugated beam will be considered as the problem design variables. Optimum design problems, formulations of which are obtained depending on the shape of beams, will be solved with three new optimization methods namely hunting search and firefly algorithm. A number of design examples will be carried out and performances of each method in finding the minimum weight of built-up beams will be compared. Design restrictions for corrugated web beams will be taken from BS EN1993-1:2005 (Annex-D, Eurocode 3) and DIN 18-800 Teil-1. Key words: Stochastic methods, Hunting Search, Fire Fly Algorithm, Corrugated Web Beam

Köpük Dolgulu Kare Kesitli Tailor-Welded Tüplerin Çarpma Performansının Sonlu Elemanlar Parçacık Hidrodinamiği Yöntemi Kullanılarak İncelenmesi

Konferans Bildirisi -- Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2013Conference Paper -- Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2013Bu çalışmada köpük dolgulu tailor welded tüplerin eksenel yük altındaki dinamik davranışı sonlu elemanlar yöntemiyle araştırıldı. Bu araştırmada optimizasyon modüllü (Ls-Opt) ticari sonlu elemanlar yazılımı LS-DYNA kullanıldı. Köpük dolgulu tüplerin enerji sönümleme kapasitelerini belirlemek için sonlu elemanlar yöntemi ve düzgün parçacık hidrodinamiği yöntemi birlikte kullanıldı. Analizler sonucunda özgül enerji absorbsiyonu (SEA), pik kuvveti, çarpma kuvveti verimliliği (CFE, ortalama kuvvetin pik kuvvete oranı) grafikleri elde edildi. Sonuçta tüp kalınlığı ve yoğunluğun artmasıyla tailor-welded tüplerin çarpma performansını artırdığı görülmüştür

Kafes Yapıların Modifiye Edilmiş Yapay Arı Koloni Algoritması İle Optimizasyonu

Konferans Bildirisi -- Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2013Conference Paper -- Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2013Bu çalışmada, kafes yapıların optimizasyonunda modifiye edilmiş yapay arı koloni algoritması (MABC) kullanılmıştır. Yapay arı koloni algoritması (ABC); arı kolonilerindeki çalışma mekanizması ve arıların nektar elde etmek için izledikleri stratejilerin taklit edilmesini esas alan sezgisel optimizasyon yöntemidir. Optimizasyon probleminin formülasyonunda; deplasman ve gerilme sınırlayıcıları altında minimum ağırlıklı kafes yapı’nın elde edilmesi amaçlanmaktadır. Yöntemin etkinliği daha önce standart yapay arı koloni algoritması ve farklı sezgisel optimizasyon yöntemleriyle kullanılarak optimum tasarımı yapılmış 200 elemanlı, 29 tasarım değişkenli kafes yapı üzerinde test edilmiştir. Yapılan kıyaslamalar; modifiye edilmiş yapay arı koloni algoritmasının, standart yapay arı koloni algoritması ve diğer optimizasyon yöntemlerine göre daha iyi bir tasarım elde ettiğini göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Kafes yapılar, Modifiye edilmiş yapay arı koloni algoritması, Optimizasyo

Çeşitli Yüklemelere Maruz Bir Kirişin Evrimsel Yapi Optimizasyonu İle Tasarimi

Konferans Bildirisi -- Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2008Conference Paper -- Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2008Xie ve Steven tarafından sayısal tabanlı yapısal topoloji optimizasyonu problemlerinin üstesinden gelebilmek için 1993 yılında evrimsel yapı optimizasyonu (ESO) yöntemi geliştirilmiştir. Bu yöntem, esasında basit bir temel üzerine oturtulmuş olmasına rağmen takip eden yıllarda farklı araştırmacılar tarafından yapılan katkılarla akademik başarı bir hayli yükseltilmiştir. Yapı tasarımlarını geliştirme ve en uygun hale getirme yönünden nispeten yeni bir tasarım aracı olan ESO, başlangıç tasarım alanındaki elemanların bir döngü içerisinde kademeli olarak kaldırıldığı buluşsal bir yöntemdir. Uygun bir tasarım elde edilene ya da istenilen belirli bir hacme ulaşılana dek bu işlemler devam ettirilmekte ve süreç sonunda elde edilen tasarımın uygulanabilirliği irdelenerek nihai karar verilmektedir. Bu çalışmada evrimsel yapı optimizasyonu yöntemine dayanan bir optimizasyon programı hazırlanarak muhtelif yüklemelere ve mesnet koşullarına maruz kirişlerin en uygun tasarımları aranmıştır. Çözülen problemlerden alınan sonuçlar, söz konusu yöntemin üstünlüklerini de gözler önüne serecektir. Optimizasyon programı, süreç kontrolünü artırmak amacıyla Maple’da hazırlanmış ve statik analiz için ise ANSYS kullanılmıştır. Yapıdaki von Mises gerilmeleri göz önünde bulundurularak gerçekleştirilen optimizasyon işlemleri sonucunda nispeten düzgün yayılı gerilme dağılımına maruz, kafes benzeri tasarımlara ulaşılmış ve elde edilen bu nihai tasarımlarda başlangıç hacmine göre %90’a varan oranlarda azalma görülmüştür.Evolutionary structural optimization (ESO) method has been presented by Xie and Steven in 1993 to deal with numerical structural topology optimization problems. Although this method is based on a simple idea, academic success towards ESO has been raised by the contributions of various researchers in the following years. ESO is a relatively new design tool used to improve and optimize the design of structures. It is a heuristic method where a few elements of an initial design domain of finite elements are iteratively removed. Such a process is carried out repeatedly until an optimum design is achieved, or until a desired given volume is reached and final decision is made by evaluating the applicability of the last design formed after the process. In this study, an optimization program performing evolutionary structural optimization has been coded and optimum design of beams under various loading and support conditions has been searched. The results of the solved problems will show the superiorities of this method. The optimization program has been coded in Maple to increase the control of process and ANSYS has been used for structural analysis. By the optimization progress, considering von Mises stresses of the structure, relatively fully stressed and trusslike designs have been achieved and however, the final designs have shown weight saving up to 90% compared to the initial designs

Topoloji Optimizasyonunda Eleman Silme Metodunun Uygulanmasi

Konferans Bildirisi -- Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2008Conference Paper -- Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2008Makine parçalarında en iyi malzeme dağılımını sağlayabilmek için çeşitli optimizasyon yöntemleri geliştirilmiştir. Bu yöntemlerden birisi de topoloji optimizasyonudur. Topoloji optimizasyonunda en önemli sorun, çözüm için gereken uzun süredir. Bu çalışmada topoloji optimizasyonunda eleman silme metodu irdelenmiş ve metodun, topoloji optimizasyonunda uzun çözüm süresi için bir çıkış yolu olabileceği gösterilmiştir.To obtain the best material distribution in machine parts, some optimization techniques are developed by many researchers. Among these techniques topology optimization algorithms are discussed. These algorithms are useful for determining initial possible shape of structures. An important drawback of the topology optimization is time consumption. In this study, element deletion during topology optimization is discussed and it is shown that the method may be a solution to time consumption problem of topology optimization

Uzay Kafes Yapıların Ateş Böceği Algoritması Yöntemiyle Optimizasyonu

Konferans Bildirisi -- Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2015Conference Paper -- Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2015Hayvan ve böcek türlerinin sürü/koloni/grup davranışlarını taklit eden sezgisel optimizasyon yöntemleri son yıllarda farklı tasarım problemlerinin çözümünde kullanılmıştır. Ateşböceği algoritması, ateşböceklerinin davranışları ve parıldama yoluyla yaptıkları iletişimleri taklit etmektedir. Bu çalışma ile, ateşböceği algoritması yöntemiyle uzay kafes yapıların optimizasyonu yapılacaktır. Optimizasyon probleminde, deplasman ve gerilme sınırlayıcıları altında minimum ağırlıklı kafes yapıların elde edilmesi amaçlanmaktadır. Ateşböceği algoritması yönteminin performansı; daha önce armoni arama, hibrid parçacık sürü optimizasyonu, hibrid parçacık sürü-karınca koloni optimizasyonu, adaptif armoni arama ve ateşböceği algoritması yöntemleriyle optimize edilmiş olan 25 elemanlı uzay kafes yapı üzerinde test edilmiştir. Yapılan kıyaslamalar ateşböceği algoritmasının en az diğer yöntemler kadar güçlü bir optimizasyon yöntemi olduğunu göstermektedir.Meta-heuristic optimization algorithms simulated the behaviour of flock/colony/group have been used for the solving of different design problems. Firefly algorithm (FFA) is a recently developed meta-heuristic optimization algorithm inspired by social behaviour of fireflies and the phenomenon of bioluminescent communication. The main purpose of this study is to implement a robust FFA algorithm for sizing optimization of spatial truss structures. The objective of the study is to obtain the minimum weight truss design under the displacement and stress constraints. The efficiency of the FFA algorithm implemented in this study is tested on weight minimization problem of 25-bar truss structure. The optimization results are compared with those reported in the literature for other state-of-the-art meta-heuristic optimization methods such as harmony search, hybrid particle swarm optimization, hybrid particle swarm ant colony optimization, self-adaptive harmony search algorithm and firefly algorithm. The comparisons showed that firefly algorithm is as powerful as the other meta-heuristic optimization methods

Köpük Dolgulu Kaynaklı Konik Tüplerin Enerji Sönümleme Özelliklerinin Optimizasyon Yöntemi Kullanılarak İncelenmesi

Konferans Bildirisi -- Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2015Conference Paper -- Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2015Bu çalışmada, farklı koniklik açısına sahip (0°, 5°, 10°, 15°), alüminyum metalik köpük dolgulu ve kaynaklı dikişli tüplerin (TWT) enerji sönümleme davranışı ileri beslemeli yapay sinir ağları yöntemi kullanılarak sayısal olarak araştırılmıştır. Analizlerde; Al6061 alüminyum alaşımı ve AISI1018 çelik malzemeleri, üç farklı kaynak bölgesi (L0/L=0.25, L0/L=0.50, L0/L=0.75 ) kullanılarak tasarlanmıştır. Kaynaklı tüplerde; alt parça (AISI1018) kalınlığı sabit (1.5 mm) tutulurken üst parça (Al6061) kalınlığı (0.5 mm-2.5 mm) ve dolgu malzemesi köpük yoğunluğu (100 kg/m3-800 kg/m3) değişken alınarak tanımlanmıştır. Analizler sonucunda 5° koniklik açısına sahip tüpler en iyi enerji sönümleme davranışı göstermişlerdir. Ayrıca minimum pik kuvvet ve maksimum SAE değerleri için optimum üst parça kalınlığı ve köpük yoğunluğu değerleri belirlenmiştir.In this study, we numerically evaluated the energy absorbing behavior of aluminum metal foam-filled tailor welded tubes (TWT) with different taper angles (0°, 5°, 10°, and 15°) by using the Feedforward Neural Network (FNN). Within the scope of the study, tubes composed of Al6061 and AISI1018 materials were designed by using three different weld zones (L0/L=0.25, L0/L=0.50, and L0/L=0.75). In the welded tubes, the thickness of the lower part (AISI1018) was held constant, while the thickness of the upper part (Al6061) and the foam density of the filler material were variable (0.5-2.5 mm and 100-800 kg/m3, respectively). Based on the analysis of the study results, it was determined that a 5° taper angle exhibited the best energy absorbing behavior. In addition, we also determined the optimum upper part thickness and foam density for obtaining the minimum peak power and maximum SEA values

Rassal Arama Tekniği İle Betonarme Kirişlerin Farklı Beton Dayanımları İçin Optimizasyonu

Konferans Bildirisi -- Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2013Conference Paper -- Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2013İnşaat mühendisliğinde betonarme elemanların tasarımında mühendisin deneyimine göre tasarım yapılmaktadır. Ancak bu tasarımların maliyet açısından en ekonomik olduğu bilinmemektedir. Bu çalışmada betonarme sürekli kirişlerin tasarımı maliyet açısından en ekonomik olacak şekilde optimum olarak belirlenmektedir. Optimizasyon işlemi için bir rassal arama tekniği (RAT) geliştirilmiştir. Geliştirilen metotta tüm kritik kesitlerin ve donatıların optimum değerleri, TS500-Betonarme yapıların hesap ve yapım kuralları yönetmeliğine göre bulunmaktadır. Kesit tesirleri üç moment denklemlerine göre belirlenmiş ve elverişsiz yükleme durumları dikkate alınmıştır. Geliştirilen metot en uygun maliyetli tasarımın bulunmasında etkilidir

Burkulmaya Maruz Çubukların Optimum Enine Kesit Değişimlerinin Analitik Ve Nümerik Yöntemle İrdelenmesi

Konferans Bildirisi -- Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2008Conference Paper -- Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2008Bu çalışmanın amacı, en az malzeme ile en büyük burkulma kuvvetine dayanan çubukların enine kesitlerinin, çubuk boyu ile değişimini incelenmektir. Bunun için, burkulma optimizasyonu yapılmıştır. Optimizasyon problemi, hem analitik hem de nümerik yöntemle incelenmiştir. Analitik yöntemde, problemin diferansiyel denklemi çıkartılmış ve çözüm yapılmıştır. Ayrıca bu çözümde, sabit enine kesit formundaki çubuk uzunluğu ve hacmi değiştirilmeden, çubuğa verilen optimum form ile, çubuğun kritik burkulma kuvveti artırılmıştır. Nümerik yöntemle yapılan optimizasyonda ise, sabit enine kesit formundaki uzunluk ve kritik burkulma kuvveti değiştirilmeden, çubuğa verilen optimum form ile, çubuğun hacmi azaltılmıştır. ANSYS 10.0 sonlu elemanlar paket programı, nümerik yöntem için kullanılmıştır. Bu çözümler sonunda, toplam 6 mesnetleme durumu için, çubuk uzunluğu boyunca değişen, optimum enine kesit formları elde edilmiştir. Kritik burkulma kuvveti hem sabit hem de değişken enine kesit formu için verilmiş ve optimum çözüm ile sabit enine kesitli çubuklara nazaran sağlanan malzeme tasarrufu yüzde olarak hesaplanmıştır. Ayrıca, enine kesitin daire, kare ve eşkenar üçgen olması durumundaki optimum enine kesit değişimi ile kritik burkulma kuvvetleri, sabit enine kesitli olmasına göre kıyaslanmıştır.The objective of the present work is investigated the relation between the cross section and bar length of axially compressed bars with maximum critical buckling load and minimum material. For this problem, buckling optimization is carried out. Buckling optimization problem is studied both analytical and numerical methods. In analytical method, the differential equation of the buckling problem is obtained and solved. Besides, the critical buckling load is increased with optimum form without changing the bar length and volume of uniform cross section of the bar with analytical solution. In the numerical method, the volume is decreased with optimum form without changing the bar length and the critical buckling load of uniform cross section of the bar. The numerical solution is carried out ANSYS 10.0 the finite element program. As a result of these solutions, for six different support types, the optimum form is obtained with variation of cross section with the length of the bar. The critical buckling load is given both uniform and variable cross section and the difference between the uniform cross section and the variable cross section solutions is compared in term of material saving. In addition, for support types, the critical buckling loads of square, circle and equilateral triangle cross sections are calculated and compared with uniform cross sections