Uçak kanadı yüzeyindeki farklı fiber oryantasyonların aeroelastik kararlılığa etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of various fibre orientations in an aircraft wing skin on its aeroelastic stability
- Tez No: 985912
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HARUN ÇELİK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Uçak Mühendisliği, Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Aeroelastik analiz, Lifli kompozitler, Tabakalı kompozit levhalar, Aeroelastic analysis, Fiber composites, Laminated composite plates
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışması, havacılık mühendisliği alanında kritik bir disiplin olan aeroelastik kararlılık konusunu, kompozit malzemeden üretilmiş bir uçak kanat yüzeyi için incelemektedir. Çalışmanın temel hedefi, kompozit yapıların mekanik davranışını doğrudan belirleyen fiber oryantasyonları ve katman dizilimlerinin, çırpınma (flutter) ve sapma (divergence) gibi birincil aeroelastik kararsızlık sınırları üzerindeki etkilerini incelemektir. Bu amaca yönelik olarak, farklı fiber açıları ve katman dizilimlerini temsil eden yirmi dört farklı kompozit tasarımı tanımlanmıştır. Her bir düzenleme için, yapının mekanik davranışını karakterize eden temel rijitlik matrisleri olan [A] Uzama-Kısalma Rijitlik Matrisi, [B] Bağlantı Rijitlik Matrisi ve [D] Eğilme Rijitlik Matrisi hesaplanmıştır. Bu matrislerden türetilen EI eğilme rijitliği ve GJ burulma rijitliği değerleri, aeroelastik performans değerlendirmesinde anahtar parametreler olarak kullanılmıştır. Yapısal veriler MATLAB ortamında geliştirilen nümerik bir model aracılığıyla çırpınma ve sapma kritik hızların hesaplanmasında kullanılmıştır. Analiz sonuçlarına göre, 45°/90° fiber dizilimlerine sahip yapıların sapma kritik hızlarında daha avantajlı olduğu, dengeli (±45°) dizilimlerin çırpınma kritik hızlarını artırdığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, burulma rijitliği ile sapma kritik hız arasında doğrusal bir ilişki olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen bulgular, kompozit hava aracı tasarımlarında aeroelastik sınırların erken safhada öngörülmesine olanak sağlayarak yapı optimizasyonunu kolaylaştıracak, böylece tasarım sürecini hızlı ve verimli bir hale getirecektir.
Özet (Çeviri)
This thesis investigates aeroelastic stability— a critical discipline in aerospace engineering— for an aircraft wing surface manufactured from composite materials. The primary objective is to systematically analyze how fiber orientations and ply stacking sequences, which directly govern the mechanical behavior of composite structures, affect primary aeroelastic instabilities such as flutter and divergence. To achieve this, twenty-four composite configurations with various fiber angles and layer sequences were defined. For each configuration, the fundamental stiffness matrices— the [A] Extensional, [B] Coupling, and [D] Bending Stiffness Matrices— were calculated. The EI bending stiffness and GJ torsional stiffness values obtained from these matrices were used as key parameters in the aeroelastic performance assessment. These structural data were then processed in a MATLAB-based numerical model to compute the flutter and divergence critical speeds. The analysis results revealed that structures with 45°/90° fiber orientations were more advantageous in terms of divergence critical speed, whereas balanced (±45°) layups increased the flutter critical speeds. A linear relationship was also identified between torsional stiffness (GJ) and divergence speed, indicating that structures with higher rigidity generally offer higher aeroelastic stability limits. These findings provide insights that enable early prediction of critical aeroelastic boundaries in composite aircraft designs, thereby supporting structural optimization and making the design process more efficient.
Benzer Tezler
- Erken Hristiyan ve ilk Bizans resim ve kabartma sanatında kaynak ve okullar (2 cilt)
Sources and school of painting and sculpture during the early Christian and first Byzantine period
AHMET MEHMET KİPMEN
- Numerical investigation of the influence of sweep and lean on a transonic axial compressor rotor
Transonik eksenel kompresör rotorunda uygulanan 'sweep' ve 'lean' methodlarının aerodinamik etkilerinin nümerik yaklaşımlar ile incelenmesi
HASAN BERK GÜÇLÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYDIN MISIRLIOĞLU
- Analytical based modeling of damage induced by electromagnetic pressure impact of lightning on aerodynamic surfaces: Aircraft wing and wind turbine blade
Uçak kanadı ve rüzgar türbini pali aerodinamik yüzeylerinde yıldırımın elektromanyetik basınç etkisinden kaynaklanan hasarın analitik tabanlı modellemesi
AYSUN SOYSAL
Doktora
İngilizce
2024
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMatematik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ÖZKOL
PROF. DR. EROL UZAL
- Farklı kanat damla kesit profillerinin sonlu elemanlar yöntemiyle iç yapısal tasarımı ve mekanik davranışlarının incelenmesi
Investigaton of internal structural design and mechanical behaviour of different airfoils by finite element method
BERİL ÇİNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİzmir Demokrasi ÜniversitesiMühendislik Yönetimi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA MURAT YAVUZ
- Experimental investigation of flow structures around an oscillating airfoil in steady current
Daimi akış içinde salınım yapan bir kanat etrafındaki akış yapılarının deneysel incelenmesi
İDİL FENERCİOĞLU
Doktora
İngilizce
2010
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. N. L. OKŞAN ÇETİNER YILDIRIM