Βελτιστοποίηση τοπολογίας μεταλλικών στοιχείων κατασκευών για τρισδιάστατη εκτύπωση

• Κύριος συγγραφέας: Καραμάνη, Ευγενία
• Άλλοι συγγραφείς: Karamani, Evgenia
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2022
• Θέματα: Βελτιστοποίηση τοπολογίας; Τρισδιάστατη εκτύπωση; Μεταλλικές κατασκευές; Topology optimization; 3D printing; Steel structural

Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή έχει ως θέμα «Βελτιστοποίηση τοπολογίας μεταλλικών στοιχείων κατασκευών για τρισδιάστατη εκτύπωση». Αναλυτικότερα, στόχος της διπλωματικής εργασίας είναι η κατασκευή μιας μεταλλικής πεζογέφυρας με τη μέθοδο βελτιστοποίησης τοπολογίας, χρησιμοποιώντας το λογισμικό Evolver, που είναι μια επέκταση του προγράμματος Excel MS Office. Οι οριακές συνθήκες, τα φορτία και το υλικό που συνθέτουν το πρόβλημα είναι γνωστά για την επίλυσή του. Το αποτέλεσμα είναι η παραγωγή της συγκεκριμένης κατασκευής με μειωμένη μάζα. Στις μέρες μας γίνεται ολοένα και πιο έντονη η απαίτηση για την ανάπτυξη ελαφρών δομών, με εύκολη διαδικασία παραγωγής. Αυτό σημαίνει ότι απαιτούνται τόσο ο σχεδιασμός του φορέα όσο και ο τρόπος παραγωγής του να είναι τέτοιος, έτσι ώστε το αποτέλεσμα να είναι μία κατασκευή με το ελάχιστο δυνατό βάρος, όπου ταυτόχρονα θα ικανοποιεί και τα κριτήρια σχεδιασμού όπως η αντοχή, η λειτουργικότητα κ.α.. Η απαίτηση για ελαφρύτερες δομές παροτρύνει τους μηχανικούς να αναζητούν διάφορες αναπτυγμένες τεχνολογίες που βοηθούν στη γρήγορη και έγκυρη λήψη αποφάσεων κατά τη διάρκεια σχεδιασμού. Η βελτιστοποίηση τοπολογίας είναι ένα τέτοιο εργαλείο, είναι μία μαθηματική μέθοδος που βελτιστοποιεί τη διάταξη του υλικού σε δεδομένο χώρο σχεδιασμού. Είναι ένα ισχυρό εργαλείο σχεδιασμού πολλών προβλημάτων μηχανικής και συνδέει την ανάλυση με πεπερασμένα στοιχεία με τον μαθηματικό προγραμματισμό. Τα φορτία και οι οριακές συνθήκες είναι δεδομένα, ενώ ο στόχος είναι η μεγιστοποίηση της απόδοσης της κατασκευής.