Shock analysis of an antenna structure subjected to underwater explosions
Su altı patlamalarına maruz kalan bir anten yapısının şok analizi
- Tez No: 416425
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ÇALIŞKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 207
Özet
Elektronik harp sistemlerinin en önemli parçası anten yapılarıdır. Yüksek sistem performansı ve sürekli çalışabilen bir anten yapısı elde edebilmek için elektromanyetik tasarım kadar mekanik tasarım da kritik öneme sahiptir. Deniz platformunda çalışan elektronik harp sistemleri yüksek şok yüklemeleri altında çalıştığından, mekanik ve elektronik yapılarda sıklıkla arızalar veya deformasyonlar gözlenmektedir. Bu etkileri tahmin edilir hale getirebilmek, şoka dayanıklı tasarımlar ortaya koyabilmek ve tasarım aşamasında gerekli önlemleri alabilmek için bir dipol antenin şok analizi sunulmuştur. Anten yapısı, matematiksel metotlar ve sonlu elemanlar metoduyla çok serbestlik dereceli olarak modellenmiştir. Antenin modal özellikleri Klasik Kiriş Teorisi ile, şok cevapları da Yinelemeli Filtreleme İlişkisi(YFİ) Metodu ile modellenmiştir. Antene etki eden şok tahriki, antenin dayanması gereken şok limitlerine göre sentezlenen klasik dalga profilleriyle verilmiştir. YFİ metoduyla elde edilen şok tepkilerine, basitleştirilmiş modellerle ve tek serbestlik dereceli modelle de yaklaşımlarda bulunulmuştur. Analitik modelin sonlu elemanlar analizi ANSYS® programı ile gerçekleştirilmiştir. Matematiksel model ve sonlu elemanlar analizi sonuçları kıyaslanarak gerektiğinde birbirlerinin yerine kullanımları değerlendirilmiştir. Analitik sonuçlar deneysel modal analiz ve deneysel şok analizi ile doğrulanmıştır. Deneyler bire bir anten modellerine daha önce sentezlenen şok profilleri uygulanarak gerçekleştirilmiştir. Antende yer alan elektriksel ve mekanik parçaların şoka karşı dayanımı sunulmuştur. Antenin çalışmasını ve istenen performansı sağlayabilmesi için belirlenen tasarım sınırları tasarım yol haritası içerisinde ortaya konmuş ve tasarım için incelenmesi gereken adımlar belirtilmiştir. Tasarım sınırları belirlenirken doğrulanmış olan matematiksel model kullanılmıştır. Antenin bu sınırlar içerisinde mekanik şoktan etkilenmeden çalışabilmesi için şok izolasyonu teorisi ve şok izolasyonu basamakları sunulmuştur. Çalışmada incelenen anten yapısının şok izolasyonu gerçekleştirilerek şoktan etkilenmeden çalışabilmesi sağlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Antenna structures constitute main parts of electronic warfare systems. Mechanical design is as crucial as electromagnetic design of antenna structures for proper functioning and meeting high system performance needs. Failure of mechanical and electronic structures operating under shock loading is a common occurrence in naval electronic warfare applications. A complete shock analysis of the dipole antenna structure subjected to underwater explosions is performed to foresee adverse effects of mechanical shock phenomena on the antenna structure. Theoretical models of the antenna structure; namely mathematical model and finite element model, are built on multi-degree-of-freedom approach. Modal properties are derived from Classical Beam Theory and transient responses to input shock loading are obtained by Recursive Filtering Relationship (RFR) Method for the mathematical model. Input shock loading is synthesized from assessed shock specification to classical shock input. Transient responses exerted from RFR method are also approximated by simplified and SDOF models. Finite element analysis of the analytical model is performed on ANSYS® platform. Comparisons of analytical results are presented for interchangeable use of proposed models. Numerical results are verified with both modal and transient results collected from experimental analysis. Experimental analysis is performed for exact dimensions of antenna structure subjected to synthesized shock input criteria. Shock severity for antenna structure is presented for both electrical and mechanical components. Design roadmap is drawn within the limitations set for proper antenna functioning with desired performance. Design limitations are determined by the verified mathematical model. Shock isolation theory is also explained and applied to the antenna structure in order to obtain shock responses below limitations mentioned. Thus, the complete shock analysis of the antenna structure is performed for antenna design to withstand underwater shock explosions.
Benzer Tezler
- Spinel mikrodalga dielektrik seramiklerinin polimerik jel yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of spinel microwave dielectric ceramics by polymeric gel method
ERSU LÖKÇÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURİ SOLAK
- Pyrotechnic shock analysis of inertial navigation systems integrated on land platforms
Kara platformlarına entegre edilen ataletsel navigasyon sistemlerinin piroteknik şok analizi
AHMET ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BORA YILDIRIM
- Uçak elektronik sistemi soğutma pompasının sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak mekanik tasarımı
Mechanical design of an aircraft electronic system cooling pump using finite element methods
YAĞIZ ALTUNAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BORA YILDIRIM
- Viskoelastik jel dolgulu koruge çekirdekli sandviç plakların şok yükü performansının sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmesi
An investigation of shock load performance of viscoelastic gel filled corrugated core sandwich plates by finite element method
SERCAN DEVRİM
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Savunma ve Savunma TeknolojileriBursa Uludağ ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT YAZICI
- İniş takımlarında kullanılan amortisörlerin matematiksel modellemesi ve analizi
Mathematical modeling and analysis of shock absorbers used in landing gear
SÜLEYMAN MURAT KÖROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM OZKOL