Levha bağlantılarında toplojik optimizasyon - Tanrıver, Kürşat (My University, 2023)
Günümüzde levhaların cıvata ve perçin gibi sık kullanılan bağlantı elemanları ile birleştirilmesi çeşitli sektörlerde kullanılmaktadır. Bu bağlantı elemanlarının özellikle havacılık, otomotiv endüstrisinde çokça kullanılması dikkati çekmektedir. Bundan dolayı gelişen teknolojiyle birlikte yenilikçi tasarım ihtiyacı devam etmekte ve güncelliğini korumaktadır. Bu çalışmada bağlantı elemanlarının plaka üzerindeki dağılımını, çalışma performansını ve dayanıklılığını arttırmak için verilen tanımlamaların arasından en uygununun bulunması amaçlanmıştır. Bu amaca ulaşmak için çalışma iki aşamaya ayrılmıştır. Her iki aşamada verilen işlenmesi ve çalıştırılması için Matlab yazılımı kullanılmıştır. İlk aşamada eksenel yüke maruz kaldığı düşünülen bağlantı plakalarında bunun gerçekte tam olarak böyle olmadığı ortaya konulmuş ve yazılan program ilave denklemlerle iyileştirilerek statik modül oluşturulmuştur. Bu statik modülün doğruluğu hem çekme deneyleri ve hem de yapılan sonlu elemanlar yöntem sonuçları karşılaştırılarak ölçülmüştür. Çekme deneyleri için aynı kalınlıkta ST 37-2 kalite iki plakanın birbirlerine bağlantı elemanları ile bağlandığı aynı tip ve özellikte deney numuneleri hazırlanmıştır. M6 cıvatalı beş adet, M8 cıvatalı beş adet, 4,8 mm çaplı perçin iki adet olmak üzere toplamda on iki adet deney numunesi hazırlanmıştır. Sonlu elemanlar için Ansys R19.2 Structural analysis modülünde Maximum Shear Stress analizi yapılmıştır. Bu karşılaştırmanın sonucunda statik modülde bulunan bu yeni yöntem ile tasarım yapıldığında ortaya çıkan hata payından ötürü tasarımın emniyetli bölgede kaldığı ortaya çıkmıştır. İkinci aşamada ise bağlantı elemanlarının levha üzerinde kullanıldığında hangi etkilere maruz kaldığı belirlenerek bazı tanımlamalar ortaya konulmuştur. Ardından bu iki aşama birleştirilerek topoloji modülüne ulaşılmıştır. Programın bu son hali ile dataları verilen ve koordinatları önceden belli olmayan perçin bağlantılı örnek bir ürün modelinde optimizasyon problemi çözülmüş ve program çalıştırılmıştır. Verilen kısıtlamalar içerisinde perçinlerin plaka üzerindeki koordinatları sırasıyla ortaya konulmuştur.

Today, joining plates with frequently used fasteners such as bolts and rivets is used in various sectors. It is noteworthy that these fasteners are widely used especially in the aviation and automotive industries. Therefore, with the developing technology, the need for innovative design continues and remains up-to-date. In this study, it is aimed to find the most suitable one among the given definitions in order to increase the distribution of fasteners on the plate, working performance and durability. To achieve this aim, the study is divided into two stages. Matlab software was used to process and run the data in both stages. In the first stage, it has been revealed that this is not exactly the case in the connection plates that were thought to be exposed to axial load, and the written program was improved with additional equations to form a static module. The accuracy of this static modulus was measured by comparing both the tensile tests and the finite element method results. For the tensile tests, test samples of the same type and characteristics were prepared, in which two ST 37-2 quality plates of the same thickness were connected to each other with fasteners. A total of twelve test samples were prepared, five with M6 bolts, five with M8 bolts, and two with 4.8 mm diameter rivets. For finite elements, Maximum Shear Stress analysis was performed in the Structural analysis module of Ansys R19.2 program. As a result of this comparison, it has been revealed that the design remains in the safe zone due to the margin of error that occurs when the design is made with this new method in the static module. In the second stage, some definitions were put forward by determining which effects the fasteners were exposed to when used on the plate. Then, these two stages were combined to reach the topology module. With this final version of the program, the optimization problem was solved in a rivet jointed sample product model whose data were given and whose coordinates were not known beforehand, and the program was run. Within the given restrictions, the coordinates of the rivets on the plate are presented respectively.
Topology optimization in plate connections
Keywords: Ansys; Bağlantı elemanları; Çekme testi Optimization; Fasteners; Makine mühendisliği; Matlab; Mechanical engineering; Optimizasyon; Tensile test