Experimental and theoretical fatigue analysis of avionic unit mounting brackets integrated on an unmanned aerial vehicle under random vibration environment
İnsansız hava aracına entegre edilmiş aviyonik birimin montaj braketlerinin rastsal titreşim ortamında deneysel ve teorik yorulma analizleri
- Tez No: 693861
- Danışmanlar: PROF. DR. BORA YILDIRIM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Sonlu Elemanlar Modeli, Titreşime Dayalı Yorulma, Hızlandırılmış Ömür Testi, Finite Element Model, Vibration Based Fatigue, Accelerated Life Testing
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 122
Özet
Hava platformlarında yapılar birçok yükleme türüne maruz kalırlar. Yıkıcı hasarların oluşmaması için tasarım aşamasında bu yüklemelerin çok dikkatli bir şekilde ele alınması gerekir. Bu anlamda mühendislerin en büyük endişelerinden birisi yapının ömrünü azaltan ve yorulma hasarlarına sebep olan yüklemelerdir. Rastsal titreşimler hava platformlarında yorulma kaynaklı hasarların ana kaynaklarından birisidir. Bu tezde, aviyonik bir birimi insansız hava aracına entegre etmek için kullanılan alüminyum braketlerin yorulma ömür analizleri frekans düzleminde incelenmiştir. Yapının sonlu elemanlar modeli oluşturulmuş ve model deneylerle doğrulanmıştır. Gerçek çevresel koşulları analiz etmek için uçuş verileri operasyonel uçuş testi ile elde edilmiştir. Zaman düzlemindeki sinyaller frekans düzlemine çevrilmiş ve ivme Spektral Güç Yoğunluk fonksiyonları elde edilmiştir. Yorulma analizlerinde gerekli olan gerilme tarihçesi, doğrulanmış sonlu elemanlar modeli ve toplanan uçuş verileri kullanılarak elde edilmiştir. Braketlerin yorulma analizleri üç farklı şekilde ele alınmıştır. İlk olarak frekans alanı yorulma teorisini kullanılarak yorulma ömrünü hesaplayan bir Matlab kodu geliştirilmiş ve yapının ömrü elde edilmiştir. Geliştirilen Matlab kodunun güvenilirliğini test etmek için aynı analiz, ticari bir yorulma analizi yazılımı olan Ncode Design Life kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Her iki çözücünün de sonuçlarının birbirine çok yakın çıktığı tespit edilmiştir. Son olarak, hızlandırılmış uçuş verileri kullanılarak deneysel ortamda yorulma ömrünü test etmek için hızlandırılmış ömür testi gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, teorik hesaplamalar ile elde edilen sonuçların deneysel sonuçlara yeterince yakın olduğu tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In air platforms, structures encountered many types of loadings. During the design stage, all these loadings have to be considered very carefully in order to avoid catastrophic failures. One of the major concerns for engineers is the loadings that alter the structures' life and cause fatigue failure. Random vibration can be considered the main source of fatigue type of failures in air platforms. In this thesis, the fatigue life of aluminum brackets, which are used to integrate an avionic unit to an unmanned aerial vehicle, is investigated in the frequency domain. The finite element model of the structure is constructed and the model is verified with experiments. In order to analyze the real environmental conditions, flight data is obtained by operational flight tests. Time domain signals are converted to the frequency domain and acceleration Power Spectral Density functions are obtained. Verified finite element model and collected flight data are used to obtain the stress history, which is necessary for the fatigue calculations. Fatigue analysis of brackets is performed in three different ways. First of all, according to the frequency domain fatigue theory, a Matlab code is developed and the life of the structure is obtained. In order to test the reliability of the developed Matlab code, the same analysis is performed by using Ncode Design Life, which is a commercial fatigue analysis software. It is founded that the results of both solvers are very close to each other. Finally, accelerated life testing is performed to obtain the fatigue life in experimental conditions with accelerated flight data. In conclusion, it has been determined that the results obtained from theoretical calculations are close enough to the experimental results.
Benzer Tezler
- Helikopter üzerindeki bir ekipman braketinin gelişigüzel zorlama altındaki yorulma davranışının teorik ve deneysel incelenmesi
Theoretical and experimental investigation of fatigue behaviour of a equipment bracket on the helicopter under random excitation
BÜŞRA EMCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUNCAY KARAÇAY
- Theoretical and experimental analyses of compliant universal joint
Esnek kardan mafsalının teorik ve deneysel analizleri
ÇAĞIL MERVE TANIK
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FEVZİ SUAT KADIOĞLU
YRD. DOÇ. DR. VOLKAN PARLAKTAŞ
- Random vibration fatigue analysis of brackets installed on tracked land vehicle
Paletli kara aracına takılan montaj braketlerinin rastsal titreşim yorulma analizleri
ONUR OKCU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BORA YILDIRIM
- Comperative structural analysis of suspension bridges with diagonal and vertical hangers
Eğik ve düşey askı kablolu asma köprülerin kıyaslamalı yapısal analizi
MUSTAFA MERT EYÜPGİLLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÇAĞRI MOLLAMAHMUTOĞLU
- Santrifüj döküm ile üretilmiş fonksiyonel derecelendirilmiş malzemenin fretting yorulması davranışının deneysel ve nümerik analizi
Experimental and numerical analysis of fretting fatigue behavior of functionally graded material manufactured by centrifugal casting
ARZUM ULUKÖY
Doktora
Türkçe
2011
Makine MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUZAFFER TOPÇU
PROF. DR. SÜLEYMAN TAŞGETİREN