Uporaba topološke optimizacije s spremenljivim konstrukcijskem prostorom

magistrsko delo magistrskega študijskega programa II. stopnje Strojništvo

Aljaž Žafran (Author), Nikola Vukašinović (Mentor)

Abstract

Topološka optimizacija je že uveljavljeno orodje pri iskanju optimalnih geometrij za natančno določen konstrukcijski prostor, robne pogoje in omejitve. Pri uporabi topološke optimizacije za probleme, pri katerih konstrukcijsko območje ni natančno določeno, ampak ga imamo podanega kot razpon, v katerem so lahko posamezne dimenzije, ne vemo, kakšen konstrukcijski prostor je optimalen za najboljšo končno rešitev. Treba je preiskati celoten razpoložljiv konstrukcijski prostor, da najdemo optimalno rešitev. Ker je za vsako kombinacijo konstrukcijskega prostora treba izvesti svojo topološko optimizacijo, je ta proces časovno zamuden. Preizkusili smo uporabo načrtovanja preizkusov v kombinaciji s topološko optimizacijo za določitev področja optimalnega konstrukcijskega prostora. Metodo smo obravnavali in preverili na primeru nosilca, pri katerem določeni parametri konstrukcijskega prostora in robni pogoji niso bili natančno določeni. Izvedli smo več topoloških optimizacij s konstrukcijskimi prostori različnih dimenzij v programskem okolju Ansys 2024 R1. Ugotovili smo, da ima spreminjanje različnih dimenzij različen vpliv na končno maso rešitve. Za obravnavani primer smo identificirali optimalen konstrukcijski prostor in ugotovili, da to ni konstrukcijski prostor z največjim ali najmanjšim volumnom, ampak je nekje vmes.

Keywords

magistrske naloge;topološka optimizacija;optimalna rešitev;spreminjanje konstrukcijskega prostora;metoda končnih elementov;generiranje konceptov;ansys;

Data

Language:	Slovenian
Year of publishing:	2024
Typology:	2.09 - Master's Thesis
Organization:	UL FS - Faculty of Mechanical Engineering
Publisher:	[A. Žafran]
UDC:	658.512.2:519.6(043.2)
COBISS:	219636995
Views:	226
Downloads:	67
Average score:	0 (0 votes)
Metadata:

Other data

Secondary language:	English
Secondary title:	Topology optimization within variable design space
Secondary abstract:	Topology optimization is an established tool for finding the optimal geometries for a specific initial design space, boundary conditions and constraints. When using topology optimization for problems where the design space is not exactly defined but given as a range in which values of individual dimensions are allowed to be, we do not know which design space is optimal for the best final solution. It is necessary to search the entire available design space to find the optimal solution. This process is very time-consuming since each combination of the design space requires its own topology optimization. We tested the use of design of experiments in combination with topology optimization to determine the region of the optimal design space. The method was discussed and verified on the example of a beam, where certain parameters of the design space and boundary conditions were not exactly determined. We performed several topology optimizations with design spaces of different dimensions in the Ansys 2024 R1 software. We found that changing values of different dimensions has a different effect on the final mass of the solution. For the case under consideration, we identified the optimal design space and found that the design spaces with the largest or smallest volume do not give the best results.
Secondary keywords:	master thesis;topology optimization;optimal solution;variable design space;finite element analysis;concept generation;ansys;
Type (COBISS):	Master's thesis/paper
Study programme:	0
Embargo end date (OpenAIRE):	1970-01-01
Thesis comment:	Univ. Ljubljana, Fak. za strojništvo
Pages:	XX, 60 str.
ID:	25001789