Weight reduction in aircraft with topology optimization
Hava taşıtlarında topoloji optimizasyonu ile ağırlık azaltımı
- Tez No: 826447
- Danışmanlar: PROF. DR. VELİ ÇELİK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Uçaklarda en önemli parametrelerden birisi ağırlıktır. Uçaklar kendilerinden beklenen görevleri ve kabiliyetleri gerçekleştirebilmesi için yeterince hafif aynı zamanda karşılaştıkları yüklemelere karşı yapısal olarak dayanıklı olmalıdır. Eskiden beri daha hafif uçak tasarımları yapmak için farklı metodolojiler denenmiştir. Topoloji optimizasyonu ise son zamanlarda havacılık sektöründe tercih edilen bir ağırlık azaltımı yöntemi haline gelmiştir. Yapıya dayanım olarak yeteri kadar yarar sağlamayan malzemenin yapıdan çıkarılmasıyla daha hafif tasarımlar elde edilir. Bu çalışmada, Cessna 172 uçağının kanat bölgesinde topoloji optimizasyonu ile ağırlık azaltımı yapılmıştır. Kanat yapısının topoloji optimizasyonu aşamasından önce ilk ağırlığı ve üzerine etki eden kuvvetler analitik olarak hesaplanmıştır. Kanat yapısının gerçek hayattaki ağırlığı esas alınarak, optimizasyon öncesi halinin sonlu elemanlar modeli oluşturularak yapısal açıdan dayanımına kontrol edilmiştir. Oluşturulan sonlu elemanlar modelinin doğrulama analizleri yapılarak topoloji optimizasyonu öncesi geçerli bir model elde edilmiştir. Topoloji optimizasyonunda, 3 boyutlu ve 2 boyutlu yapılara iki farklı topoloji optimizasyonu uygulanmıştır. Bu yapılarda, optimizasyon için tasarım alanları ve kısıtlamalar belirlenerek ağırlık azaltımı sağlanmıştır. Topoloji optimizasyon sonucu elde edilen yapı, kırıma uğramaması için statik açıdan tekrar değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
One of the most important parameters in airplanes is weight. Aircraft must be light enough to perform the tasks and capabilities expected of them, while at the same time being structurally resistant to the loads they encounter. Historically, different methodologies have been tried to make lighter aircraft designs. Topology optimization has recently become a preferred weight reduction method in the aviation industry. Lighter designs are obtained by removing the material that does not provide sufficient strength to the structure from the structure. In this study, weight reduction was made in the wing area of Cessna 172 aircraft by topology optimization. Before the topology optimization phase of the wing structure, the initial weight and the forces acting on it were calculated analytically. Based on the real-life weight of the wing structure, a finite element model of its pre-optimization state was created, and its structural strength was checked. A valid model was obtained before the topology optimization by making validation analysis of the created finite element model. In topology optimization, two different topology optimizations were applied to 3-dimensional and 2-dimensional structures. In these structures, weight reduction was achieved by determining the design areas and constraints for optimization. The structure obtained from topology optimization was statically evaluated again in order not to fail.
Benzer Tezler
- Bir tandem uçak basınç duvarının yapısal optimizasyonu
Structural optimization of a tandem aircraft pressure wall
SELİM EROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUNÇ APATAY
- Bir uçak braketinin topoloji optimizasyonu ve geleneksel metotlarla üretilebilir yeniden modellenmesi
Topology optimization and manufacturable remodeling of an aircraft bracket with traditional methods
SAMET GÖNENÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Havacılık ve Uzay MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiHavacılık Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEYİD FEHMİ DİLTEMİZ
- Salan sistemi askı kancasının topoloji optimizasyonu
Topology optimization of the hanger hook of the aircraft weapon carry and release system
HASAN EFE YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Havacılık MühendisliğiMilli Savunma ÜniversitesiHarp Silah ve Araçları Anabilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYHAN AYTAÇ
- Drone ve insansız hava araçları için çoklu ateşleme sistemi tasarımı, prototipi ve üretimi
Multiple ignition system design, prototype and production for drone and unmanned vehicles
ALPER HASAN KOCATAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Savunma ve Savunma TeknolojileriGazi Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İHSAN KORKUT
- Designing universal yoke structure of suspension and release system with topology optimization for fighter aircrafts
Taşıma ve bırakma sistemi parçası çok amaçlı kelepçe yapısının avcı uçaklar için topoloji optimizasyonu ile tasarımı
MELİH KAAN BAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR ÜNVER