Τοπολογική βελτιστοποίηση δομικών στοιχείων με χρήση της μεθόδου των πεπερασμένων στοιχείων

Abstract

Η βελτιστοποίηση τοπολογίας παρουσιάζει ραγδαία εξέλιξη τα τελευταία χρόνια δίνοντας την δυνατότητα στους μηχανικούς-σχεδιαστές να σχεδιάζουν όσο το δυνατόν καλύτερες κατασκευές και καινοτόμα προϊόντα. Καθώς η τεχνολογία εξελίσσεται συνεχώς, υπάρχει απαίτηση για σχεδιασμό κατασκευών με όσο το δυνατόν μικρότερο βάρος και μέγεθος και μεγαλύτερη αντοχή στις συνθήκες λειτουργίας. Επίσης η μείωση του χρόνου και κόστους παραγωγής είναι ακόμη ένας παράγοντας που πρέπει να επιτευχθεί μέσω της βελτιστοποίησης τοπολογίας. Στην παρούσα διπλωματική εργασία θα γίνει εισαγωγή στη μέθοδο βελτιστοποίησης τοπολογίας και θα εξετασθεί η διαδικασία με την οποία επιτυγχάνεται η βέλτιστη γεωμετρία μίας κατασκευής κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες λειτουργίας και περιορισμών. Για την επίλυση των προβλημάτων βελτιστοποίησης θα χρησιμοποιηθεί το λογισμικό πακέτο ANSYS 2020 και αρχικά θα διερευνηθούν δισδιάστατα (2D) προβλήματα που αντλήθηκαν από τη βιβλιογραφία [6,7]. Τέλος θα επιλυθεί τρισδιάστατο (3D) πρόβλημα βελτιστοποίηση τοπολογίας υποστηρίγματος μηχανής τζετ (jet engine bracket).