Fail-safe Topoloji Optimizasyonu – Altair OptiStruct

Kritik yük taşıyan yapıların fail-safe sağlamlığı, havacılık endüstrisi için önemli bir tasarım felsefesidir. Temel fikir, bir yapının, kısmi hasar oluştuğunda normal yükleme koşullarında ayakta (hayatta) kalmak için tasarlanması gerektiğidir. Bu tür bir hasar, bir yapısal elemanın tamamen zarar görmesi veya daha büyük bir yapısal bölümün bir kısmının zarar görmesine göre ölçülebilir.

Normal topoloji optimizasyonunda bir yapının bir bölümünün fail olması durumunda tasarımın uygulanabilir olması hesaba katılmayabilir. Ancak fail-safe topoloji optimizayonuyla durum böyle değildir.

Örnek bir model üzerinden Altair OptiStruct  fail-safe topoloji optimizasyonu ve sonuçlarını inceleyelim.
3D elemanlardan oluşan modelde -z ekseninde üst bölümden yük uygulandığını ve aşağıdaki bölümden tüm eksenlerde sabitlendiğini kabul edelim. Optimizasyona katılacak bölüm ( design ) ve optimizasyon dışında bırakılacak alan (non-desing ) olarak şekildeki gibi tanımlanmıştır.

Alanında lider yapısal analiz ve optimizasyon yazılımı Altair OptiStruct , fail-safe optimizasyonunda yapıyı hasarlı bölgelere ayırır ve birden fazla model oluşturur. Bu süreçte , fail-safe optimizasyon yöntemi, tüm bu üretilen modeller için Topoloji Optimizasyonu eşzamanlı olarak çalıştırılarak uygulanır ve üretilen tüm modelleri hesaba katacak şekilde optimize edilmiş bir nihai tasarım ortaya çıkar.

Topoloji optimizasyonunda hedef olarak compliance cevap fonksiyonunun minumum seviyeye indirilmesi, kısıtlama olarak hacmin %30 oranında azaltılması tanımlanmıştır. Fail-safe topoloji optimizasyonu sonucunda hedeflere uygun tasarım elde edilmiştir.

Kullanılan modeli Altair OptiStruct Example Guide içerisinde bulabilirsiniz. Fail-safe topoloji optimizasyonuyla ilgili makaleyi https://link.springer.com/article/10.1007/s00158-016-1507-1  adresinden ücretsiz olarak indirebilirsiniz.