Döner kanatlı insansız hava aracı gövdesinin optimizasyonu ve sonlu elemanlar yöntemiyle analizi
Optimization of rotary wing unmanned aerial vehicle frame and analysis by finite element method
- Tez No: 922789
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÜLTEKİN UZUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 172
Özet
Rotor tarafından döndürülen kanatların meydana getirdiği taşıma kuvveti sayesinde uçan hava araçlarına genel olarak döner kanatlı hava aracı adı verilmektedir. Uçuşa başlamak veya iniş yapmak için piste ihtiyaç duymaması ve havada asılı kalabilmesi sayesinde birçok sektörde döner kanatlı hava araçları çeşitli görevlerin icrasında kullanılmaktadır. Bu görevlerin yerine getirilmesinde döner kanatlı hava araçları doğrudan bir pilot tarafından veya uzaktan kumanda vasıtasıyla kontrol edilebilmektedir. Uzaktan kumanda aracılığıyla kontrol edilen hava araçları insansız hava aracı olarak adlandırılmakta ve bu araçlar insan faktöründen bağımsız olması sayesinde çok küçük ebatlarda üretilebilmektedir. İnsansız hava araçlarının geliştirilmesine yönelik olarak yapılan çalışmalarda hafiflik faktörüne önem verildiği ve bu amaçla topoloji optimizasyonu tekniklerinden yararlanıldığı görülmektedir. Bu çalışmada, topoloji optimizasyonu işleminin insansız hava aracı tasarımına etkileri araştırılmıştır. Gerçekleştirilen çalışmada döner kanatlı insansız hava aracı için rotor kolu tasarlanmış ve sonlu eleman analizleri gerçekleştirilmiştir. Topoloji optimizasyonu işlemi uygulanarak optimize edilen kol modelinin dayanım özelliklerini incelemek üzere sonlu eleman analizleri uygulanmıştır. Tasarlanan kol modelleri eklemeli imalat yöntemi kullanılarak üretilmiş ve deneyler gerçekleştirilmiştir. Ayrıca çalışma kapsamında kafes yapı kullanılarak optimize edilen bir kol modeli tasarlanmış ve bu kol modelinin dayanım özellikleri ile birlikte aerodinamik özellikleri incelenmiştir. Çalışma sonucunda, topoloji optimizasyonu işlemi uygulanan yapı ağırlığının %41,5 oranında hafiflediği fakat yapıdaki gerilme değerinde %212 artış meydana geldiği ve yapıdaki maksimum yer değiştirme miktarında %153 artış meydana geldiği tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Thanks to the lifting force generated by the wings turned by the rotor, flying aircraft are generally called rotary wing aerial vehicle. Since they do not need a runway to takeoff or landing and can hover in the air, rotary wing aircraft are used in many sectors to perform various tasks. In performing these tasks, rotary wing aerial vehicle can be controlled directly by a pilot or by remote control. Aircraft controlled by remote control are called unmanned aerial vehicles and these vehicles can be produced in very small sizes due to their independence from the human factor. It is seen that the lightness factor is given importance in the studies conducted for the development of unmanned aerial vehicles and topology optimization techniques are used for this purpose. In this study, the effects of the topology optimization process on unmanned aerial vehicle design are investigated. In the study conducted, a rotor arm for a rotary wing unmanned aerial vehicle was designed and finite element analyses were performed. Finite element analyses were performed to examine the strength properties of the arm model optimized by applying the topology optimization process. The designed arm models were produced using the additive manufacturing method and experiments were carried out. In addition, an arm model optimized using a lattice structure was designed within the scope of the study and the strength properties and aerodynamic properties of this arm model were examined. As a result of the study, it was determined that the weight of the structure to which the topology optimization process was applied was reduced by 41.5%, but the stress value in the structure increased by 212% and the maximum displacement amount in the structure increased by 153%.
Benzer Tezler
- Döner kanatlı insansız hava araçlarının yenilikçi yaklaşımlarla otonom performansının maksimizasyonu
Maximizing the autonomous performance of rotary wing unmanned aerial vehicles with innovative approaches
ENES ÖZEN
Doktora
Türkçe
2023
Uçak MühendisliğiErciyes ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUĞRUL OKTAY
- Adaptive control of a novel tilt-roll rotor quadrotor UAV
Adaptif dört rotorlu bir insansız hava aracının modellenmesi ve kontrolü
ABDULKERİM FATİH ŞENKUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ
- Eagle eye
Kartal göz
KADİR KARACA
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Havacılık ve Uzay MühendisliğiAydın Adnan Menderes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL BÖĞREKCİ
- Döner kanatlı insansız hava aracı görüntüleriyle pamuk ekilişlerindeki yabancı otların belirlenmesi üzerine bir araştırma
A research on determination of weeds in cotton field via images obtained by rotary wing unmanned aerial vehicle
MOHAMEDELTAYIB OMER SALIH EISSA
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
ZiraatÇukurova ÜniversitesiTarım Makineleri ve Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ MUSA BOZDOĞAN
- Döner kanatlı insansız hava araçlarının PID kontrolör kullanılarak formasyon kontrolü
Formation control of rotary wing unmanned aerial vehicles using PID control method
GÜLÇİN AKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKırıkkale ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TOLGA EREN