Freeplay induced limit cycle oscillation prediction by using equivalent stiffness methodology
Eşdeğer sertlik metodolojisi kullanılarak boşluklu yapı kaynaklı limit döngü salınımı tahmini
- Tez No: 846463
- Danışmanlar: PROF. DR. ALTAN KAYRAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 177
Özet
Bu çalışma, eşdeğer sertlik yöntemini kullanarak serbest oynamanın bir uçak üzerindeki aeroelastik kararsızlık etkisini incelemektedir. Eşdeğer sertlik yönteminin ana motivasyonu, eyleyicilerle modellenmiş sonlu elemanlar modeli için de uygulanabilir olmasıdır. Offset moment yöntemi, Nastran'da CBUSH elemanı olan yay elemanı ile menteşe ekseni etrafındaki toplam dönme sertliğinin modellenmesini gerektirir. Eşdeğer sertlik metodolojisi ise yay veya eyleyici ile modellenmiş sonlu eleman modeli için uygulanabilirdir. Eşdeğer sertlik metodolojisini doğrulamak için 3 serbestlik dereceli (3 DOF) kanat profili ve kök bağlantısı gevşetilmiş AGARD 445.6 kanat kullanılmıştır. Doğrulama aşamasında ZAERO Doğrusal Olmayan Çarpıntı Modülü (NLFLT) kullanılmıştır. ODTÜ Çok Hafif Uçak Modeli (VLA), hem yay hem de eyleyici ile modellenerek eşdeğer sertlik metodolojisini komple bir uçakta uygulamak üzere seçilmiştir. Yapısal ve aeroelastik modeller MSC Nastran/Patran'da oluşturulmuştur. Uçus zarfından bir dizi nokta seçilmiş ve farklı serbest oyun açılarına sahip farklı uçuş koşulları için analizler yapılmıştır. Kontrol yüzeylerinin maksimum serbest oynama limitleri, ±0,12g'yi aşmaması gereken maksimum pilot koltuğu ivmelenmesi sınırlaması takip edilerek belirlenmiştir. Sonuçlar, irtifa dümeninin serbest boşluğunun pilot koltuğu ivmesi üzerindeki etkisinin en yüksek olduğunu ve en küçük serbest oynama sınırına sahip olması gerektiğini göstermektedir. Menteşe ekseni etrafında hem sıfır hem de nominal dönme sertliği için uçuş zarfında çırpıntı mekanizmasının bulunmamasından dolayı istikamet dümeninin LCO davranışı yoktur. Bu çalışmada, her bir kontrol yüzeyinin izin verilen maksimum serbestlik sınırlarının ayrı ayrı belirlenmesinin yanı sıra, birleşik kontrol yüzeyi serbestlik analizi de yapılmıştır. Sonuçlar, izin verilen maksimum serbest oyun limitlerinin belirlenmesinde, birleşik serbest oyun durumunun en kritik durum olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This study examines the aeroelastic instability effect of freeplay on an aircraft using the equivalent stiffness methodology. The main motivation of the equivalent stiffness method is that it is also applicable for actuators implemented finite element model. The offset moment requires the modelling of total rotational stiffness around the hinge line with spring element which is CBUSH element in Nastran. The equivalent stiffness methodology is applicable for both bush and actuator implemented finite element model. The 3 DOF airfoil case and AGARD 445.6 wing with loosened root connection are used to validate the equivalent stiffness approach. In the validation phase, ZAERO Nonlinear Flutter Module (NLFLT) is used. METU Very Light Aircraft Model (VLA) is selected to apply the equivalent stiffness methodology on a complete aircraft for both bush and actuator implemented finite element model. The structural and aeroelastic models are created in MSC Nastran/Patran. A set of points are selected from the envelope, and analyses are performed for different flight conditions with different freeplay angles. The maximum free-play limits of control surfaces are determined by following the maximum pilot seat acceleration limitation that it should not exceed the ± 0.12g. The results show that the effect of elevator freeplay on the pilot seat acceleration is the highest one, and it should have the smallest freeplay limit. The rudder has no LCO behavior due to the absence of the flutter mechanism in the envelope for both zero and nominal rotational stiffness around the hinge line. Apart from the determination of allowable maximum freeplay limits of each control surface alone, the combined control surface freeplay analysis is also conducted in this study. The results show that the combined freeplay case is the most critical one while determining the maximum allowable freeplay limits.
Benzer Tezler
- Nonlinear aeroservoelastic modelling and analysis of aircraft with control surface freeplay
Boşta hareket davranışı içeren kontrol yüzeylerine sahip uçağın doğrusal olmayan aeroservoelastik modellenmesi ve analizi
UTKU YURTSEVER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELİN ŞAHİN
PROF. DR. ALTAN KAYRAN
- Boşluklu füze kanatçığının dinamik modelinin belirlenmesi
Determination of dynamic model of missile fin with freeplay
ALİ MURAT GÜLTEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SİNAN KILIÇASLAN
- Determination of flutter speed of nonlinear wings
Doğrusal olmayan kanatlarda çırpınma hızının belirlenmesi
GÜNEŞ KÖSTERİT
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENDER CİĞEROĞLU
- Burun iniş takımı sisteminde shimmy davranışının modellenmesi, analizi, testi ve kontrolü
Modelling, analysis, test, and control of the shimmy behavior in nose landing gear system
SENA KOÇAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ FUAT ERGENÇ
- Vocabulary development trajectories of an emergent bilingual child: linguistic, instructional, and socio-interactional perspectives in preschool
Çift dillilik gelişim sürecinde olan bir çocuğun kelime gelişimi yörüngeleri: Okul öncesi dönemde dilbilimsel, öğretimsel ve sosyo-etkileşimsel perspektifler
ERSOY ERDEMİR
Doktora
İngilizce
2013
Eğitim ve ÖğretimState University of New York at BuffaloEğitim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. JANINA BRUTT-GRIFFLER
PROF. DR. X. CHRİSTİNE WANG
DOÇ. DR. ERİN KEARNEY