Hafifletilmiş kompozit enerji direklerinin tasarımı, modellenmesi, simülasyonu ve testlerle doğrulanması

Abstract

Bu tez, hafifleştirilmiş kompozit enerji direklerinin tasarımı, modellemesi, simülasyonu ve testlerle doğrulanması konusunu ele almaktadır. Günümüzde enerji direkleri, elektrik enerjisi iletim hatlarının taşınmasında kritik bir role sahiptir. Ancak, mevcut enerji direklerinin ağırlığı ve maliyeti gibi faktörler, iletim hatlarının performansını ve verimliliğini etkileyebilir. Bu nedenle, hafifleştirilmiş kompozit malzemelerin kullanımı, enerji direklerinin geliştirilmesinde potansiyel bir çözüm sunmaktadır. Modelleme ve simülasyon adımında, hafifleştirilmiş kompozit enerji direkleri için analitik veya sayısal yöntemler kullanılarak modellenir. Bu adımda, malzeme özellikleri, yük koşulları ve diğer parametreler dikkate alınarak, direğin gerilme, deformasyon ve davranışı simüle edilir. Bu tez, test edilen enerji direğin sonlu eleman modelin oluşturulmasını içermektedir. Elde ettiğimiz sonlu elemanlar sonuçları ile test edilen direk sonuçları doğrulanmaktadır. Elde ettiğimiz sonlu elemanlar modeli iki farklı optimizasyon yöntemleri kullanarak geometrik parametrelerinin optimize edilmesi hedeflenmiştir. Bu çalışmanın ana amacı direk ağırlığının azaltması, dolaysıyla maliyetinin düşürülmesidir. Yukarıda bahsedilen optimizasyon sistemi, sadece geometrik parametrelere sınırlama olmadan sonlu eleman modelinde, diğer parametreleri de(örneğin, malzeme, yükler, mesh boyutları vs.) optimize edilmesine olanak tanır.

This thesis includes design, modelling, simulation, and accurate evaluation of lightweight composite energy poles by testing. The energy poles have a critical role in the transmission of electrical power transmission cables. However, factors such as the weight and cost of existing energy poles affect their performance and efficiency. Therefore, the use of lightweight composite materials offers a potential solution in the construction of energy poles. In the modelling and simulation step, the lightweight composite is modelled using analytical or numerical methods for the energy poles. In this step, the stress, deformation and behavior of the pole are simulated, taking into account the material properties, load conditions and other parameters.This thesis includes the structure of the finite element model of the tested energy pole. The direct results tested with the finite element results we obtained are confirmed. Two different optimization methods are aimed to optimize the geometry parameters by using the finite element model we have obtained. The main purpose of this work is the direct reduction of the weight of the energy poles, and therefore the reduction of the total cost. The above-mentioned optimization system allows optimization of other parameters that require it in the finite element model (material, loads, mesh sizes etc.), without limitation to only geometric parameters.