Fonksiyonel derecelendirilmiş malzemelerde sonlu elemanlar yöntemiyle uçak kanatlarında bulunan kirişlerin analizi
Finite element analysis of aircraft wing spars made of functionally graded materials
- Tez No: 953885
- Danışmanlar: PROF. DR. SÜLEYMAN NEŞELİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Engineering Sciences, Defense and Defense Technologies
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Selçuk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 62
Özet
Bu tez çalışması kapsamında, uçak kanat yapılarında yer alan kiriş elemanlarının geleneksel homojen malzemeler yerine, mekanik özellikleri bir noktadan diğerine sürekli ve düzenli olarak değişen heterojen, özel mikro yapılarla tasarımı gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda, söz konusu kiriş yapıların yapısal davranışları ABAQUS yazılımı kullanılarak sonlu elemanlar analizi yapılmıştır. Ayrıca fonksiyonel derecelendirilmiş malzeme kullanımı ile geleneksel malzeme tasarımları karşılaştırılarak uçak kanatlarındaki kirişlerin mekanik özellikleri kıyaslanmıştır. Fonksiyonel derecelendirilmiş malzeme olarak AA7075 ve SiC bir arada kullanılmıştır. AA 7075 havacılık sektöründe hafiflik ve yüksek mukavemet gibi özellikler sunmasından dolayı tercih edilmektedir. SiC seramik malzemeler takviye elemanı olarak modelleme üzerinde yapısal dayanım özelliklerini sağlayarak alaşımın sertlik oranını yükseltmekte ve dayanımını artırmaktadır. Fonksiyonel derecelendirilmiş malzeme içerisinde bulunan seramik katkı oranı %10 ve %15 olarak kullanılmıştır. Böylelikle belirtilen oranlarda seramik içeren iki farklı kiriş tasarımı sonlu elemanlar analizi yöntemiyle ele alınmış ve seramik artışına bağlı olarak fonksiyonel derecelendirilmiş malzemenin kiriş üzerindeki etkisi modal, statik ve burkulma analizleri yapılarak sonuçlar karşılaştırılmıştır. Buna göre %15 SiC katkılı fonksiyonel derecelenmiş malzemenin modal analiz, statik yük analizi ve burkulma analizi için daha iyi özellikler gösterdiği ifade edilebilir.
Özet (Çeviri)
Within the scope of this thesis study, spar elements located in aircraft wing structures were designed using heterogeneous materials with continuously and systematically varying mechanical properties instead of conventional homogeneous materials. In this context, the structural behavior of the aforementioned spar structures was analyzed using the finite element analysis with ABAQUS software. Furthermore, by employing functionally graded materials (FGMs), a comparative assessment was conducted between traditional material designs and the mechanical properties of aircraft wing beams. The FGM consisted of a combination of AA7075 and SiC. AA7075 was selected due to its favorable characteristics such as lightweight and high strength, which are critical in the aerospace industry. SiC, as a ceramic material, was incorporated as a reinforcing phase to enhance the structural strength of the alloy by increasing its hardness and overall performance. The ceramic reinforcement content in the functionally graded material was utilized at two different levels: 10% and 15%. Accordingly, two distinct beam designs containing these specified ceramic ratios were analyzed using the finite element analysis. The effects of the ceramic content on the beam were evaluated through modal, static, and buckling analyses. The results indicate that the functionally graded material with 15% SiC reinforcement demonstrated superior performance in modal, static load, and buckling analyses.
Benzer Tezler
- Yüzeyleri fonksiyonel derecelendirilmiş malzeme ile kaplı izotropik kirişlerde çatlak ve porosite durumunun serbest titreşime etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of cracks and porosities on the free vibration characteristics of isotropic beams coated with functionally graded material
ERSOY FATİH ERDURCAN
Doktora
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF CUNEDİOĞLU
- Sonlu elemanlar yöntemiyle fonksiyonel derecelendirilmiş malzemelerde gerilme yığılmalarının incelenmesi
Analyses of stress concentration factor for functionally graded materials by finite element method
BEKİR KARAHALİL
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEMAL BAYKARA
- Al-Si esaslı fonksiyonel derecelendirilmiş ve derecelendirilmemiş silindirik parçaların sonlu elemanlar yöntemiyle analizi
Analysis of functionally graded and ungraded cylindrical parts made of Al-Si alloy by finite element method
FATİH CİVELEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiSivas Cumhuriyet Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CEM ERTEK
- Isıl ve higroskopik yükleme altındaki ortotropik fonksiyonel derecelendirilmiş malzemelerde hesaplamalı yöntemlerle kırılma analizi
Computational methods for fracture analysis of orthotropic functionally graded materials under thermal and hygroscopic loading
SERRA TOPAL DAĞ
Doktora
Türkçe
2013
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜFİT GÜLGEÇ
DOÇ. DR. SERKAN DAĞ
- Heterojen özelliklere sahip yapıştırıcı bağlantılarının elastik gerilme ve burkulma analizi
Elastic stress and buckling analysis of adhesively bonded joints with heterogeneous properties
MİNE USLU UYSAL
Doktora
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UĞUR GÜVEN