Geri Dön

Topology optimization and stress analysis of fuselage brackets

Gövde braketlerinin topoloji optimizasyonu ve gerilim analizi

  1. Tez No: 826839
  2. Yazar: YASİN AKBAŞ
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ YASİN SARIKAVAK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
  13. 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

  1. 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

    İngilizce

    2018

    Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN

  2. 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

    Türkçe

    2024

    Havacılık ve Uzay MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Havacılık Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SEYİD FEHMİ DİLTEMİZ

  3. 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

    Türkçe

    2023

    Makine MühendisliğiKastamonu Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ERMAN ZURNACI

  4. 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

    Türkçe

    2016

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. EMİN SÜNBÜLOĞLU

  5. 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

    İngilizce

    2022

    Makine MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZEKİ KIRAL