Rüzgar türbin kanadı tasarım ve üretim prosesi parametrelerinin optimizasyonu
Optimization of wind turbine blade design and manufacturing process parameters
- Tez No: 970392
- Danışmanlar: PROF. DR. YUSUF ARMAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekanik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Rüzgar türbin kanatlarının üretiminde kürleme prosesi, kompozit malzemelerin belirli bir sıcaklık ve basınç altında sertleşmesini ve nihai mekanik özelliklerini kazanmasını sağlayan temel üretim süreçlerinden biridir. Bu süreçte, genellikle epoksi reçineler bir takviye elyafını (cam veya karbon) ıslatarak sabit bir sıcaklıkta belirli bir süre bekletilir. Optimum kürleme parametreleri, kürlenen kompozit malzemede meydana gelen artık gerilmelerin yol açtığı şekil bozulmalarının önüne geçebilmek adına çok krtik bir araçtır. Bu çalışmada epoksi reçine matrisli cam elyaf takviyeli kompozit parçaların kürlenme süreçleri sonlu elemanlar analizi ile simüle edilerek gerçek kürleme sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Bunun için, öncelikle, reçinenin termal davranışına ilişkin DSC testleri gerçekleştirildi. Ardından reçinenin kürleme kinetik parametreleri, DSC testlerinden elde edilen veriler ile kinetik modellere regresyon analizleri ile uyumlandı. Daha sonra bu kinetik parametreler ve hesaplanan malzeme özellikleri, ANSYS yazılımında kullanılarak kompozit parçanın kürleme simülasyonu, termal analiz modülü içine entegre edilen ACCS (Ansys Composite Cure Simulation) arayüzünde gerçekleştirldi. Simüle edilmiş sıcaklık dağılımı ile üretilen kompozit plakanın kürleme sırasındaki sıcaklık dağılımı arasındaki korelasyon incelendi. Ayrıca, proses ve tasarım parametreleri kullanılarak gerçekleştirilen deney tasarımlarına ait optimizasyon çalışmaları yapıldı. Parametrelerin optimum değerlerine karşılık gelen şekil deformasyonları, kürlenme derecesi gradyanı, ve toplam kürlenme süresinin minimum değerleri hesaplandı. Bu çalışma özellikle flanş yapılı kompozit parçalarda kürleme sonrası oluşabilecek proses kaynaklı kalite hatalarını önceden tahmin edebilmek ve bunları minimize edebilmek adına araştırmacılar ve kompozit üreticileri için faydalı çıktılar sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
In the production of wind turbine blades, the curing process is one of the basic production processes that allow composite materials to harden under a certain temperature and pressure and gain their ultimate mechanical properties. In this process, epoxy resins are generally kept at a constant temperature for a certain period of time by wetting a reinforcement fiber (glass or carbon). Optimum curing parameters are a very critical tool to prevent deformations caused by the residual stresses in the cured composite material. In this study, the curing processes of epoxy resin matrix glass fiber reinforced composite parts were simulated with finite element analysis and compared with the real curing results. For this purpose, firstly, DSC tests were performed regarding the thermal behavior of the resin. Then, the curing kinetic parameters of the resin were fitted to the kinetic models by the regression analysis using the data obtained from the DSC tests. Then, these kinetic parameters and the calculated material properties were used in the ANSYS software and the curing simulation of the composite part was performed in the ACCS (Ansys Composite Cure Simulation) interface integrated into the thermal analysis module. The correlation between the simulated temperature distribution and the temperature distribution of the produced composite plate during curing was examined. In addition, optimization studies were performed of the design of experiments using the process and design parameters. The minimum values of the shape deformations, curing degree gradient, and total curing time corresponding to the optimum values of the parameters were calculated. This study provides useful outputs for the researchers and the composite manufacturers, especially to predict and minimize the process-related quality defects that may occur after curing in the flange-structured composite parts.
Benzer Tezler
- Küçük ölçekli rüzgar türbin kanadı tasarım ve sayısal analizi
Design and numerical analysis of the small scale wind turbine blade
KADİR KAYA
Doktora
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDEM KOÇ
- Design of a modular, axial-flux direct drive permanent magnet generator for wind turbines
Rüzgar türbinleri için modüler, eksenel akılı doğrudan sürüşlü kalıcı mıknatıslı bir generatör tasarımı
AYDIN BAŞKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. OZAN KEYSAN
- Dikey eksenli bir darrieus türbin dizayn edilmesi ve kanat üretimi
A vertical axis darrieus wind turbine design and blade manufacturing
BAHTİYAR DURSUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
EnerjiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüEnerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. ERCAN ERTÜRK
- New conceptual design of horizontal axis wind turbine blade produced by rotomolding
Rotomolding tarafından üretilen yatay eksen rüzgar türbini kanatlarının yeni kavramsal tasarımı
AHMED ZAKZOUK
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAYRİ ACAR
- Advancing additive manufacturing efficiency heuristic part decomposition and algorithmic parameter calculation
Aditif üretim etkinliğinin geliştirilmesi: Heuristik parça ayrımı ve algoritmik parametre hesaplaması
SAFA MARBOU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiBahçeşehir ÜniversitesiEndüstri ve Sistemler Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADNAN ÇORUM