Geri Dön

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

PDF İndir

  1. Tez No: 841559
  2. Yazar: HAYDAR KADİR ÖZDEMİR
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ERMAN ZURNACI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Kastamonu Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 128

Özet

İnsansız hava araçları (İHA) günümüz savunma sanayiinin kritik araçları arasında yer almaktadır. Gelişen teknoloji ile birlikte savunma sanayii araçları da modernize olmuş ve daha etkin ve verimli araçların üretimi mümkün hale gelmiştir. İHA'ların en önemli özelliklerinin başında operasyonel faaliyetlerde personele gerek kalmadan savunma operasyonlarının gerçekleştirilmesi gelmektedir. İHA'ların hem yapısal güvenliğinin sağlanması hem de operasyon süresinin arttırılması için gövde üretimlerinde çeşitli gelişmiş bileşenler kullanılmaktadır. Bu bileşenlerin seçiminde etkili faktörlerin başında hafiflik ve mekanik dayanım kriterleri gelmektedir. Üreticiler, ağırlığın önemli derecede arttırılmadan mekanik mukavemetin arttırılması amacıyla çeşitli üretim teknikleri ve malzemeler kullanarak savunma, havacılık, ulaşım ve denizcilik gibi sektörler için farklı özelliklere sahip bileşenler geliştirmişlerdir. Ağırlık, mekanik dayanım, darbe direnci, korozyon direnci gibi kriterlerin aynı anda sağlanabilmesi için bileşenlerin tasarımında ve üretiminde çeşitli optimizasyon yöntemlerinden yararlanılmaktadır. Üç boyutlu yazdırma tekniklerinin ve araçlarının gelişmesi ile birlikte birçok alanda düşük maliyetli, hafif ve karmaşık geometrili parçalar da üretilmiş ve kullanılmıştır. Bu tekniğin en önemli avantajlarından birisi farklı optimizasyon yöntemleri ile geliştirilen karmaşık geometrili ürünlerin hızlı bir şekilde üretilebilmesidir. Bu tez çalışmasında; insansız hava araçlarında kullanılabilecek hafif fakat gelişmiş mekanik özelliklere sahip bir iniş takımının geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla ana iniş takımı ve burun iniş takımı bileşenleri geliştirilmiştir. İniş takımı bileşenlerinin hafifletilmesi amacıyla topoloji optimizasyonu tekniklerinden yararlanılmıştır. Geliştirilen burun iniş takımının mekanik özellikleri sonlu elemanlar analizi yöntemi ile incelenmiştir. Ana iniş takımı dikmesi için hibrid yapılı bir tasarım geliştirilmiştir. Geliştirilen hibrid yapılı tasarımın yapısal optimizasyonu sonlu elemanlar analizi ile gerçekleştirilmiş ardından gerçekleştirilen mekanik analizler ile tasarımın mekanik performansı deneysel olarak test edilmiştir. Deneysel test numunelerinin üretiminde üç boyutlu yazdırma tekniklerinden yararlanılmıştır. Ayrıca gerçekleştirilen sayısal analizler ile geliştirilen tasarımın gerilme ve deformasyon oluşumları incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, topoloji optimizasyonunun yapının mekanik direncini azaltmadan ağırlığını düşürmede etkili olduğunu göstermiştir. Hibrid yapılı iniş takımı tasarımı ise mekanik dayanımın arttırılmasına önemli derecede katkı sunmuştur.

Özet (Çeviri)

Unmanned aerial vehicles (UAV) are among the critical tools of today's defense industry. With developing technology, defense industry vehicles have also been modernized, and the production of more effective and efficient vehicles has become possible. One of the most critical features of UAVs is the ability to carry out defense operations without the need for personnel in operational activities. Various advanced components are used in the body production of UAVs to ensure their structural safety and increase their operation time. The most influential factors in the selection of these components are lightness and mechanical strength criteria. Manufacturers have developed components with different features for sectors such as defense, aviation, transportation, and maritime, using various production techniques and materials to increase mechanical strength without significantly increasing weight. Various optimization methods are used to design and produce components to simultaneously meet criteria such as weight, mechanical strength, impact resistance, and corrosion resistance. With the development of three-dimensional printing techniques and tools, low-cost, lightweight, and complex geometry parts have been produced and used in many areas. One of the most essential advantages of this technique is the rapid production of products with complex geometries developed with different optimization methods. This thesis study; aims to develop a landing gear that is lightweight but has advanced mechanical properties that can be used in unmanned aerial vehicles. For this purpose, main landing gear and nose landing gear components were developed. Topology optimization techniques were used to lighten the landing gear components. The mechanical properties of the developed nose landing gear were examined using the finite element analysis method. A hybrid structure design has been developed for the main landing gear strut. Structural optimization of the developed hybrid structure design was carried out with finite element analysis, and then the mechanical performance of the design was tested experimentally with mechanical analysis. Three-dimensional printing techniques were used in the production of experimental test samples. Additionally, the stress and deformation formations of the developed design were examined through numerical analysis. The results obtained showed that topology optimization is effective in reducing the weight of the structure without reducing its mechanical resistance. The hybrid landing gear design has made a significant contribution to increasing mechanical strength.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    384900

    Turaç insansız hava aracının yapısal modelinin hazırlanması ve analizlerinin yapılması

    Structural modeling and analysis of turac unmanned air vehicle

    YASİN DERELİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. METİN ORHAN KAYA

  2. Tez No

    505865

    Geçiş kanalları ile kanal içi pervane sistemleri üzerinde pasif akış kontrolü sağlanması ve performansının değerlendirilmesi

    Passive flow control over a duct and ducted fan and evaluation of the performance

    YÜCEL ORKUT AKTAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Disiplinlerarası Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. DUYGU ERDEM

  3. Tez No

    353747

    Çok maksatlı hibrid insansız hava aracı sistemi geliştirilmesi

    Development of optionally piloted unmanned aerial vehicle system

    HALİL İBRAHİM DONBALOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ATA MUGAN

    DOÇ. DR. VASFİ EMRE ÖMÜRLÜ

  4. Tez No

    847764

    Hesapsal zeka yöntemleri ile insansız hava araçları için 3B ortamda rota planlaması

    Route planning in 3d environment for unmanned aerial vehicles with computational intelligence methods

    GÖKHAN ALTUN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolFırat Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İLHAN AYDIN

  5. Tez No

    492502

    Next-generation internet of energy harvesting things

    Gelecek-nesil enerji hasadı yapan nesnelerin interneti

    OKTAY ÇETİNKAYA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZGÜR BARIŞ AKAN

Geri Dön