Uzay ve hava yapılarında kullanılan kablo destek ve yükseltme bileşenlerinin topoloji optimizasyonu
Topology optimization of cable support and stand-off components in aerospace structures
- Tez No: 918791
- Danışmanlar: PROF. DR. ÇETİN KARATAŞ, DOÇ. DR. HARUN KOÇAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Aeronautical Engineering, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 179
Özet
Havacılık ve uzay sanayinde hafiflik özelliği performans ve maliyet etkinliği açısından kritik bir öneme sahiptir. Daha hafif araçlar, üstün manevra kabiliyeti, hız, menzil ve irtifa avantajları sağlarken, fırlatma maliyetlerini de düşürür. Günümüzde topoloji optimizasyonu (TO) ve eklemeli imalat yöntemlerinin (EİY) birlikte kullanımı tasarım ve imalat süreçlerini büyük ölçüde iyileştirmektedir. Bu çalışmada, uydularda kablo rotalaması sırasında sıklıkla kullanılan, geleneksel imalat yöntemleriyle tasarlanmış kablo yükseltme braketinin hafifletilmesi amacıyla alternatif tasarımlar geliştirilmiş; bu amaçla topoloji optimizasyonu, tasarım, analiz ve üretim süreçleri gerçekleştirilmiştir. Öncelikle, mevcut braket ile aynı dış hacime (14 x 26 x 50 mm3) sahip farklı geometrilerde gövde yapıları oluşturulmuştur. Brakete etkiyen yükler (120 gram kablo demeti ve 60 G fırlatma anı ivme yükü) Siemens NX uygulamasındaki üç boyutlu (3B) model üzerinde tanımlanarak topoloji optimizasyonu yapılmıştır. Daha sonra tüm tasarımlar için statik ve modal analizler gerçekleştirilmiştir. Ön kontrol için polilaktik asit (PLA) plastik filament kullanılarak tüm modellerin hızlı prototiplemesi yapılmış ve daha sonra seçilen model ile fiziki testler yapmak üzere AlSi10Mg tozundan seçici lazer eritme (SLE) yöntemi ile asıl üretim gerçekleştirilmiştir. Üretim sonrasında parça ve malzeme seviyesi testler yapılmıştır. Sonuç olarak, modelleme kolaylığı ve üretim girdileri değerlendirilerek eklemeli imalat yöntemi ile elde edilen braket ile mevcut durumda kullanılan talaşlı imalat yöntemi ile üretilen braket karşılaştırıldığında, braket kütlesinin tek bir parça için yaklaşık %40 azaltılabildiği tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In the aerospace industry, lightweight properties are critically important for performance and cost-effectiveness. Lighter vehicles offer superior maneuverability, speed, range, and altitude advantages while also reducing launch costs. Today, the combined use of topology optimization (TO) and additive manufacturing (AM) methods significantly enhances design and manufacturing processes. In this study, alternative designs were developed to lighten the cable stand-off bracket, which is frequently used during cable routing in satellites and designed with traditional manufacturing methods; for this purpose, topology optimization, design, analysis, and production processes were carried out. Initially, different body structures with the same external dimensions (14 x 26 x 50 mm³) as the existing bracket were created. The loads acting on the bracket (a 120-gram cable bundle and a 60 G launch acceleration load) were defined on a three-dimensional (3D) model in Siemens NX, and topology optimization was performed. Subsequently, static and modal analyses were conducted for all designs. As a preliminary test, rapid prototyping of all models was carried out using polylactic acid (PLA) plastic filament, and final production was performed using the selective laser melting (SLM) method with AlSi10Mg powder to conduct physical tests on the selected model. Post-production, part- and material-level tests were conducted. As a result, comparing the bracket obtained using the additive manufacturing method with the currently used bracket produced by traditional machining, it was determined that the bracket's mass could be reduced by approximately 40% per part.
Benzer Tezler
- Large scale wireless propagation channel characterization of air-to-air and air-to-ground drone communications
Hava-hava ve hava-yer drone haberleşmesi için büyük ölçekli kablosuz yayılım kanalı karakterizasyonu
UBEYDULLAH ERDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ALİ ÇIRPAN
- Uydularda güvenilirlik incelemesi ve haberleşme uydularının taktik saha iletişiminde kullanılması
Reliability in satellites and communication satellites usage in tachtical area
HÜSEYİN AKGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERHAT ŞEKER
- Span morphing rotorcrafts: Performance analysis and mechanism selection
Döner kanatlarda değişken pal açıklığı: performans analizi ve mekanizma seçimi
ÖYKÜ ETÇİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGE ÖZDEMİR
- Structural health monitoring of frp composites using fbg sensors
Frp kompozitlerin yapısal sağlık takibinin fbg sensörler kullanılarak gerçekleştirilmesi
ERDEM AKAY
Doktora
İngilizce
2018
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
PROF. DR. MEHMET YILDIZ
- Bal peteği çekirdekli poliüretan köpük dolgulu sandviç kompozitlerin mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mechanical properties of polyurethane foam filled honeycomb core sandwich composites
ERDEM TUNCA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Havacılık ve Uzay MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiUçak Gövde Motor Bakım Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAŞİM KAFALI