Uzay ortamı için tasarlanmış bir ekipmanın kukla modelinin yapısal analitik değerlendirmesi ve deneysel doğrulaması
Structural analysis and experimental validation using a dummy model of equipment designed for the space environment
- Tez No: 1009681
- Danışmanlar: PROF. DR. OLCAY ERSEL CANYURT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Mechanical Engineering, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, LEO yörüngesinde görev yapacak bir uydu için tasarlanan bir ekipmanın kukla modelinin yapısal analitik değerlendirmesi ve deneysel doğrulaması gerçekleştirilmiştir. Gerçek ekipmanın henüz üretilmediği projelerde yapısal yeterlilik testlerini güvenli ve temsil edici bir donanım ile yürütebilmek amacıyla, dış geometrisi ve montaj arayüzleri gerçek ekipmanla birebir olan, tek parça AL7075-T651 malzemeden bir kukla ekipman tasarlanmıştır. Siemens NX ortamında oluşturulan model ile gerçek ekipman arasında kütlede yaklaşık %0,20, kütle merkezinde binde mertebesinde ve başlıca atalet momentlerinde birkaç yüzde mertebesinin altında fark elde edilmiştir. Siemens Simcenter ile oluşturulan sonlu eleman modelinde yapılan mesh yakınsama sonucunda, TET10 elemanlı yaklaşık 362 000 eleman içeren bir ağ yapısı benimsenmiş; montaj delikleri CBUSH-RBE2 elemanları ile modellenmiş ve SOL103 modal analizinde birinci doğal frekansın 262,2 Hz olduğu, böylece 140 Hz'lik fırlatıcı gereksiniminin emniyetle sağlandığı gösterilmiştir. Rastgele titreşim analizleri SOL111 çözüm tipiyle, fırlatıcı kaynaklı PSD ivme profilleri altında yürütülmüş; başlangıçta %2,5 olarak alınan sönüm oranı, savunma sanayi şirketi test merkezinde üç eksende gerçekleştirilen rastgele titreşim ve rezonans tarama testlerinden elde edilen PSD-frekans eğrileri üzerinden half-power bandwidth yöntemiyle hesaplanarak modele geri beslenmiştir. Analiz-test karşılaştırmalarında modal frekans farklarının yaklaşık %5, tepe PSD genlik farklarının yaklaşık %20 ve gRMS farklarının yaklaşık %10 mertebesinin altında kaldığı gösterilmiş; benzer düzeyde farklar gerçek ekipman sonlu eleman modeli ile kukla ekipman modeli arasındaki karşılaştırmalarda da elde edilmiştir. Sonuçlar, tasarlanan kukla ekipmanın gerçek ekipmanı kütle ve dinamik davranış açısından yeterli doğrulukta temsil ettiğini ve uydu yapısal yeterlilik modelinde kullanılabilecek düzeyde doğrulandığını ortaya koymakta; izlenen tasarım, modelleme, test ve korelasyon adımları benzer uydu ekipmanı projeleri için tekrarlanabilir bir metodoloji sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, a dummy model of equipment designed by TAI for a satellite operating in LEO orbit was structurally analytically evaluated and experimentally validated. To conduct structural qualification tests with safe and representative hardware for projects where the actual equipment has not yet been produced, dummy equipment was designed at TAI, made of a single piece of AL7075-T651 material, with external geometry and mounting interfaces identical to the actual equipment. Differences between the model created in the Siemens NX environment and the actual equipment were found to be approximately 0.20% in mass, part of the order of thousandths in the center of mass, and less than a few percent in the principal moments of inertia. Mesh convergence on the finite element model created with Siemens Simcenter resulted in a mesh structure containing approximately 362,000 elements with TET10 elements; the mounting holes were modeled with CBUSH-RBE2 elements. The SOL103 modal analysis showed that the first natural frequency was 262.2 Hz, thus safely meeting the 140 Hz launcher requirement. Random vibration analyses were conducted using the SOL111 solution type using launcher-induced PSD acceleration profiles. The damping ratio, initially set at 2.5%, was calculated using the half-power bandwidth method with PSD-frequency curves obtained from random vibration and resonance scanning tests performed on three axes at a defense industry company's test center, and fed back into the model. Analysis-test comparisons showed that modal frequency differences were approximately 5%, peak PSD amplitude differences were approximately 20%, and gRMS differences were below approximately 10%. Similar differences were also obtained in comparisons between the actual equipment finite element model and the dummy equipment model. The results demonstrate that the designed dummy equipment represents the actual equipment with sufficient accuracy in terms of mass and dynamic behavior and has been validated to be usable in the satellite structural capability model. The design, modeling, testing, and correlation steps provide a repeatable methodology for similar satellite equipment projects within TAI.
Benzer Tezler
- Modeling, simulation, and test flight validation of a fixed-wing unmanned aircraft system
Sabit kanatlı bir insansız hava aracının modellenmesi simülasyonu ve test uçuşlarıyla doğrulanması
ERTUĞRUL BARIŞ ÖNDEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL BAYEZİT
- Integration of navigation systems and identification of nonlinear model parameters for autonomous underwater vehicles in the presence of measurement biases
İnsansız sualtı araçları için seyrüsefer sistemlerinin tümleştirilmesi ve ölçüm kaynaklı kayma hatalarının olduğu durumda nonlineer hareket modelin parametrelerinin tanılaması
MUSTAFA DİNÇ
Doktora
İngilizce
2013
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇİNGİZ HACIYEV
- Experimental and numerical study on thermal behavior of space equipment by using two resistor model
Uzayda kullanılan ekipmanların ısıl davranışlarının iki dirençli model ile deneysel ve sayısal incelenmesi
SİMA ASLIM YAKUT
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGE ÖZDEMİR
- Straightener design and analysis for air conditioning system air distribution ducting of a rotorcraft
Helikopter iklimlendirme sistemlerindeki hava dağıtım kanalları için akış dünleyicisi tasarımı ve analizi
MERT ÇEKÜÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Havacılık ve Uzay MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUNİR ELFARRA
- X-band hybrid front-end receiver module design for spaceborne synthetic aperture radar applications
Sentetik aralıklı radar uzay platformlarına uygun x-bant hibrid ön uç RF modülü tasarımı
ARİF EKİN UZUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDEF KENT PINAR