Bir helikopter palinin dinamik ve aeroelastik analizi
Dynamic and aeroelastic analysis of a helicopter rotor blade
- Tez No: 172120
- Danışmanlar: DOÇ.DR. METİN ORHAN KAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Daralan Kiriş, Düzgün Olmayan Kiriş, Kanat Çırpma- Gecikme Çırpınması, Kanat Çırpma-Burulma Çırpınması, Kanat Çırpma-Burulma Diverjansı, Tam Menteşeli Rotor, Menteşesiz Rotor xiv, Tapered Beam, Nonuniform Beam, Flap-Lag Flutter, Flap-Pitch Flutter, Flap-Pitch Divergence, Articulated Rotor, Hingeless Rotor xv
- Yıl: 2006
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 150
Özet
BİR HELİKOPTER PALİNİN DİNAMİK VE AEROELASTİK ANALİZİ ÖZET Bu çalışmada bir helikopter pali, dinamik ve aeroelastik açıdan incelenmiştir. Dinamik inceleme kapsamında ilk olarak kiriş teorileri hakkında temel bilgiler verilerek kiriş problemlerinde kullanılan hareket denklemlerinin çıkarımları yapılmıştır. Daha sonra bir helikopter pali; dönen, ankastre Euler-Bernoulli ve Timoshenko kiriş olarak modellenip bu kirişlerin serbest titreşimi, çeşitli problemler çözülerek incelenmiştir. Serbest titreşim incelemesi yapılan kirişler, tek veya iki düzlemde doğrusal daralan kirişler olmak üzere iki farklı geometride modellenmiştir. Simetrik kesitli kirişlerde düzlemdışı eğilme serbest titreşimi incelenirken tek eksene göre simetrik olan kesitlere sahip kirişlerde eğilme-burulma etkileşimli serbest titreşim incelemesi yapılmıştır. Mathematica bilgisayar programında yazılan kodlar ile kirişlerin frekansları hesaplanmış, mod şekilleri çizdirilmiş ve çeşitli parametrelerin, frekanslar üzerindeki etkileri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, çeşitli tablo ve grafiklerde sunularak literatürdeki çalışmaların sonuçları ile karşılaştırmalar yapılmıştır. Literatürde karşılaştırma yapılacak çalışma bulunamadığı durumlarda ABAQUS sonlu elemanlar programı ile oluşturulan modellerin analiz sonuçlan, karşılaştırma için kullanılmıştır. Aeroelastik inceleme kapsamında helikopter pali, tam menteşeli rotor sisteminde rijit pal ve menteşesiz rotor sisteminde elastik pal olmak üzere iki şekilde modellenmiş ve askıda kalma durumunda kanat çırpma-gecikme, kanat çırpma-burulma ve kanat çırpma-gecikme-burulma kararlılıkları incelenmiştir. Elde edilen formüller, Mathematica programında kodlanarak kararlılık sınırlarını gösteren grafikler çizdirilmiştir. Dinamik ve aeroelastik inceleme kapsamında yapılan çalışmalarda problemlerin çözümü için çoğunlukla Diferansiyel Dönüşüm Yöntemi kullanılmıştır ve her iki bölümün sonuçlan, literatürle karşılaştırdığında sonuçlar arasında mühendislik açısından yeterli yakınsaklığın sağladığı gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
DYNAMIC AND AEROELASTIC ANALYSIS OF A HELICOPTER ROTOR BLADE SUMMARY In this study, dynamic and aeroelastic analysis of a helicopter blade is performed. In the dynamic analysis section, some basic information is given about beam theories and derivation of the equations of motion used in many beam problems are made first. Afterwards, a helicopter blade is modeled as rotating cantilever Euler-Bernoulli and Timoshenko beams and free vibration analysis of these beams is performed by solving several problems. The beams whose free vibration characteristics are inspected are modeled with two different geometries, tapered in one plane or double tapered. For the beams with symmetric cross sections, the flapwise bending free vibration analysis is performed and for the ones whose cross sections are symmetric only about one axis, the coupled flapwise bending-torsion free vibration analysis is performed. Computer codes are written in Mathematica and using these codes, natural frequencies are calculated, mode shapes are drawn and the effects of several parameters on the natural frequencies are investigated. The calculated results are tabulated in several tables and graphics and compared with the results in open literature. When a suitable study is not present in open literature to make comparisons, the considered beam model is created in the finite element pronram, ABAQUS, and results taken from ABAQUS are used for comparison. In the aeroelastic analysis section, a fully articulated rotor system with a rigid blade and a hingeless rotor system with an elastic blade are considered and flap-lag, flap-pitch, flap-lag-pitch stabilities in hover condition are studied. Computer codes are written in Mathematica and using these codes, graphics presenting the stability boundaries are plotted. Both in the dynamic and aeroelastic analysis sections, mostly the Differential Transform Method, DTM, is used to solve the equations of motion. When the results of both sections are compared with the ones in open literature, it is seen that they are in good agreement from an engineering point of view.
Benzer Tezler
- Dynamic and aeroelastic analysis of a helicopter blade with actively controlled trailing edge flap in forward flight
Aktif olarak kontrol edilen firar kenarı flabına sahip bir helikopter palinin ileri uçuş şartları altında dinamik ve aeroelastik incelemesi
ÖZGE ÖZDEMİR ÖZGÜMÜŞ
Doktora
İngilizce
2012
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİH ORHAN KAYA
- Structural design and optimization of bearingless helicopter tail rotor system
Yataksız helikopter kuyruk rotor sisteminin yapısal tasarımı ve optimizasyonu
MERT MUSTAFA TEKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VAHİT MERMERTAŞ
- Comparative study of finite element analysis and geometrically exact beam analysis of a composite helicopter blade
Kompozit helikopter kanat yapısının sonlu elemanlar metodu ve geometrik olarak kesin kiriş teorisi kullanılarak yapılmış olan analizlerinin kıyaslanması
MERYEM NİSA ATAÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALTAN KAYRAN
- Kalınlık yönünde fonksiyonel derecelendirilmiş pallerin titreşim analizi
Vibration analysis of functionally graded rotor blades through thickness direction
ELİF KARAHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖZGE ÖZDEMİR
- Vibration analysis of a rotating double tapered euler-bernoulli beam featuring bending–bending-torsion coupled using finite element method
Egilme-egilme-burulma etkileşime maruz kalan iki eksende daralan bir euler bernoullı kirişin doğal frekansının sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi
YUNUS EMRE COŞKUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGE ÖZDEMİR