Helikopter rotor palalarında kullanılan polimer matrisli kompozit malzemelerin sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmesi
Design of polymer matrix composite materials used for helicopter rotor blades by finite element method
- Tez No: 223279
- Danışmanlar: DOÇ.DR. HAYDAR LİVATYALI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kompozit malzemeler, Sonlu elemanlar analizi, Delaminasyon, Composite materials, Finite element analysis, Delamination
- Yıl: 2007
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme ve İmalat Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
Gelismis helikopter rotor paları genellikle kompozit malzemelerden üretilmektedirler ve yapılarında çesitli hasarlara neden olabilecek yüksek derecede dinamik ve kararsız aerodinamik çevresel yüklerde çalısmaktadırlar. Bu yükleme sartlarına tekrarlı olarak maruz kalınması kompozit rotor pala yüzey kaplamalarında delaminasyon, çatlak vb. hasarlara neden olabilir. Bu tezin amacı, farklı kompozit rotor pala malzemelerinin, sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmesi ve döner kanat yüzey kaplamalarında yaygın olarak kullanılan [(±45/0/90)2] yönlenmesinde dokunmus karbon elyaf ve [(±45)8] yönlenmesinde dokunmus cam elyaf takviyeli epoksi matrisli kompozit levhaların çekme ve egme yükleri altındaki davranıslarının incelenmesidir. Bununla birlikte delaminasyon kusuru içeren malzemelerin davranısları modellenerek kusursuz malzemeler ile karsılastırılmıstır. Bu simülasyonlar yapılırken ASTM standartları esas alınmıs ve buradaki geçerli deney fikstürleri ve numune boyutları kullanılarak simülasyondaki sınır sartları belirlenmistir. Yapılan simülasyonlarda 2B kabuk ve 3B katı eleman tipleri karsılastırılmıs ve çok katmanlı katı eleman tipinin kullanılmasının daha uygun oldugu gösterilmistir. Yapılan simülasyonlar neticesinde deneysel çalısmadan elde edilen sonuçlara yakın degerler elde edilmis ve modelin çalıstıgı gösterilmistir. Aynı servis kosulları altında karbon elyaf takviyeli malzemenin cam elyaf takviyeli malzemeye göre daha yüksek elastiklik modülü degerleri elde edilmistir. Cam elyafa kıyasla çok daha gevrek yapıdaki karbon elyaf kompozit delaminasyon hasarına karsı duyarlılıgı sonlu elemanlar yöntemi ile basarılı olarak modellenmistir.
Özet (Çeviri)
Advanced helicopter rotor blades are generally made of composite materials and run under dynamic and instable loading conditions that may cause various damages within the structures. Delamination, fracture and other defects may occur as a result of these working conditions as well as manufacturing errors. The objective of this study is to model various composite materials used for helicopter rotor blades using finite element method. Uniaxial tension and three and four point bending of carbon fiber reinforced epoxy with an stacking sequence of [(±45/0/90)2]; and glass fiber reinforced epoxy with an stacking sequence of [(±45)8], which are commonly used in rotor blade airfoils, are simulated. In addition, effects of delamination are simulated and compared with non-delaminated samples. As testing conditions, ASTM standards are predicated and boundary conditions are determined by means of fixture and sample geometries defined in these standards. As a result of comparison between 2D shell and 3D solid elements, it is found to be more appropriate to use multilayered solid elements. Carbon fiber reinforced materials display higher elasticity modulus than glass fiber reinforced materials under the same working conditions. Delamination sensitivity of carbon fibers, which are more brittle than glass fibers, is simulated successfully.
Benzer Tezler
- Bir hava aracı komponentinin dinamik karakteristiklerinin teorik ve deneysel modal analiz metoduyla belirlenmesi
Determination of dynamic characteristic of an air vehicle's component by experimental and theoretical modal analysis method
HALİL ULAŞ ŞEKERCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN ORHAN KAYA
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
- Second order asymptotics for propeller noise and application to helicopter rotor blades
Pervane gürültüsü için ikinci mertebeden yaklaşıklık ve helikopter palalarına uygulanması
BAHA ZAFER
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CAN DELALE
- Helikopter etrafındaki akışın sonlu hacimler yöntemiyle analizi
Analysis of the flow around helicopter with finite volumes method
GÜLCAN UÇAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FIRAT OĞUZ EDİS
- Helikopter ana rotor uç geometrisinin aeroakustik açıdan optimizasyonu ve rotor hareketlerinin aeroakustik etkilerinin incelenmesi
Aeroacustical optimization of helicopter main rotor tip geometry and investigation of aeroacustic effects of rotor movements
TUĞRUL TEOMAN ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2024
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİM RÜSTEM ASLAN
- Computational analysis of helicopter rotor flowfield in hover and forward flight conditions
Helikopter rotoru etrafındaki akışın askı ve ileri uçuş durumlarında sayısal analizi
EVREN ÖNER
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ALİM RÜSTEM ASLAN