Topology optimization and stress analysis of fuselage brackets


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: YASİN AKBAŞ

Danışman: Yasin Sarıkavak

Özet:

Topology optimizasyonu (TO), optimum malzeme dağılımını elde etme ve kütlenin azaltılması kapasitesi nedeniyle havacılık mühendisliğinde büyük önem kazanmıştır. Havacılık alanında topoloji optimizasyonuyla ilgili henüz çok fazla uygulama bulunmamaktadır ve bu, yeni bir dal olarak kabul edilebilir. Bu tez, yapısal analiz, topoloji optimizasyonu ve önceden belirlenmiş sınırlayıcı koşullar altında havacılık braketinin kütlesini azaltabilme yeteneği üzerine odaklanmaktadır. Aynı zamanda, çalışma brakete çatlak uygulamasını da araştırmaktadır. Mode I dominant yarı eliptik çatlaklar, malzeme kırılma dayanımına karşı sonlu eleman yöntemi (FEM) kullanılarak yapıya uygulanmıştır. Çalışmanın temel amacı, yapılanma ve gerilim ve gerilim yoğunluk faktörlerini hesaplarken, önceden belirlenmiş sınırlayıcı koşullar altında bir orta büyüklükteki uçak braketinin topoloji optimizasyon aracıyla yenilenmiş bir tasarımını oluşturmaktır. Kanat-gövde bağlantı parçası tahmini bir optimizasyon problemi olarak formüle edilir ve sonlu eleman yöntemi (FEM) kullanılarak çözülür. Yapı üzerinde analizler, yoğunluk tabanlı topoloji optimizasyon yöntemleri ve SMART çatlak büyümesi analizi gerçekleştirilir. Sonuçlara göre, iki farklı yeni kanat-gövde bağlantı parçası tasarlanmıştır, bunlar birbirleriyle karşılaştırılmış ve önceden belirlenmiş sınırlayıcı koşullar altında toplam kütlesinde azalma sağlanmıştır. Bu koşullarda parça mevcut düzeydeki gerilim ve gerilim yoğunluk faktörüne dayanabilecek durumdadır. Bu tez, belirtilen sınırlayıcı koşullar altında %20'den fazla kütlenin azaltıldığını ve parçanın doğru kalıcı bağlantısının karşılaştırılarak bulunduğunu göstermektedir.