Topology optimization and stress analysis of fuselage brackets
Gövde braketlerinin topoloji optimizasyonu ve gerilim analizi
- Tez No: 826839
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ YASİN SARIKAVAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 140
Özet
Topology optimizasyonu (TO), optimum malzeme dağılımını elde etme ve kütlenin azaltılması kapasitesi nedeniyle havacılık mühendisliğinde büyük önem kazanmıştır. Havacılık alanında topoloji optimizasyonuyla ilgili henüz çok fazla uygulama bulunmamaktadır ve bu, yeni bir dal olarak kabul edilebilir. Bu tez, yapısal analiz, topoloji optimizasyonu ve önceden belirlenmiş sınırlayıcı koşullar altında havacılık braketinin kütlesini azaltabilme yeteneği üzerine odaklanmaktadır. Aynı zamanda, çalışma brakete çatlak uygulamasını da araştırmaktadır. Mode I dominant yarı eliptik çatlaklar, malzeme kırılma dayanımına karşı sonlu eleman yöntemi (FEM) kullanılarak yapıya uygulanmıştır. Çalışmanın temel amacı, yapılanma ve gerilim ve gerilim yoğunluk faktörlerini hesaplarken, önceden belirlenmiş sınırlayıcı koşullar altında bir orta büyüklükteki uçak braketinin topoloji optimizasyon aracıyla yenilenmiş bir tasarımını oluşturmaktır. Kanat-gövde bağlantı parçası tahmini bir optimizasyon problemi olarak formüle edilir ve sonlu eleman yöntemi (FEM) kullanılarak çözülür. Yapı üzerinde analizler, yoğunluk tabanlı topoloji optimizasyon yöntemleri ve SMART çatlak büyümesi analizi gerçekleştirilir. Sonuçlara göre, iki farklı yeni kanat-gövde bağlantı parçası tasarlanmıştır, bunlar birbirleriyle karşılaştırılmış ve önceden belirlenmiş sınırlayıcı koşullar altında toplam kütlesinde azalma sağlanmıştır. Bu koşullarda parça mevcut düzeydeki gerilim ve gerilim yoğunluk faktörüne dayanabilecek durumdadır. Bu tez, belirtilen sınırlayıcı koşullar altında %20'den fazla kütlenin azaltıldığını ve parçanın doğru kalıcı bağlantısının karşılaştırılarak bulunduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Topology optimization (TO) has acquired significant matter in aerospace engineering according to its capacity to get the optimum material distribution and decreasing masses. There are still not many implementations of topology optimization, which may be considered a relatively new branch in the aerospace field. This thesis focuses on structural analysis, topology optimization, and the optimization's capability to decrease the aerospace bracket's mass under predetermined boundary conditions. The crack implementation on the bracket was also studied, where semi-elliptical cracks, which are mode I dominant, were applied to the structure by using finite element methods (FEM) against the material fracture toughness. The primary goal of this study is to develop a redesigned wing-fuselage bracket for a middle-sized aircraft by utilizing a topology optimization tool under predetermined boundary conditions while considering stress and stress intensity factors. Analyses, density-based topology optimization methods, and SMART (Separating Morphing and Adaptive Remeshing Technology) crack growth analysis were performed on the structure. According to the results, two types of new wing-fuselage brackets have been designed, resulting in a total mass decrease under predetermined boundary conditions, while ensuring it can withstand the existing stress and stress intensity factors. The thesis demonstrates that a mass reduction exceeding 20% has been achieved under specific boundary conditions, highlighting the potential for substantial weight savings. The correct permanent attachment of the bracket can be determined by comparing these results with established criteria and requirements.
Benzer Tezler
- Lightweight design for an engine structural part by using topology optimization for additive manufacturing
Eklemeli imalat yöntemi için topoloji optimizasyonu kullanılarak yapısal bir motor parçasının hafifletişlmiş tasarımı
HASAN GÖRÜR
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
- 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
- İnsansız hava araçları için hibrid yapılı iniş takımı tasarımı, yapısal optimizasyonu ve mekanik analizi
Design, structural optimization and mechanical analysis of a hybrid structure landing gear for unmanned aerial vehicles
HAYDAR KADİR ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiKastamonu ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERMAN ZURNACI
- Ağır ticari araçların havalı fren sisteminde kullanılan körük bağlantı braketi tasarımı
Design of brake actuator attachment bracket for heavy duty vehicle air brake systems
ÖNDER İNCE
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMİN SÜNBÜLOĞLU
- Structural analysis and fatigue life evaluation of bracket type components subjected to random excitations
Rastgele uyarıma maruz braket tipi bileşenlerin yapısal analizi ve yorulma ömürlerinin değerlendirilmesi
ÜLGEN YEŞİLÇİMEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEKİ KIRAL