Hava taşıtları tasarımında ağırlık azaltımı konusu, düşük yakıt tüketimi ve yüksek manevra kabiliyetine ulaşabilmek için her zaman en çok dikkat edilen unsurların başında gelmekle birlikte var olan hava araçlarına ait parça tasarımlarında malzeme dağılımının en iyi şekilde sağlanabilmesi için optimizasyon yöntemleri kullanılmaktadır. Yapısal optimizasyon çalışmasının hedefleri; ağırlığın azaltılması, gerilimin azaltılması, rijiditenin artırılmasıdır. Uçak kanat yapısında bulunan ribler uçak airfoil yapısının bütünlüğünü sağlayıp, panel yüzeylerinin boyutlarını kırıcı etki yaratıp, panel boyutlarını küçültüp, yüzeyin burkulma altında daha stabil hale gelmesini sağlamaktadır. Genelde narin, ince yapılar olarak var olan ribler, burkulma altında ciddi zorlanmalara maruz kalmakta ve yapının boyutlandırması burkulma analizleri sonucunda belirlenmektedir. Burkulma hasar modları 3 ana başlıkta; eğilme burkulması, sıkıştırma burkulması ve kayma burkulması olarak incelenebilirler. Bu çalışmada bu hasar modları altında tek tek farklı kalınlıklarda ağırlık azaltma kapsamıyla birlikte delikler açılarak, malzeme boşaltılması sağlanarak ağırlık kıyaslamaları yapılmış ve deliklerin farklı konumlarda ve sayıda burkulma davranışına sunduğu katkı katsayılarla ortaya konmuştur. Eigenvalue değerleri kıyaslanarak kuvvetlendirilmiş delik etkisi ve malzeme geometrisinde üretim yöntemleriyle birlikte bead denilen güçlendirmelerle yüzey düzleminde maruz kalınan yükler altında davranışın nasıl değiştiği açığa çıkartılmaya çalışılmıştır. Geleneksel olarak uçak yapılarında kullanılan Al – 2024 T42 serisi bu çalışmada tercih edilmiştir. Sonuç olarak yapılan bu çalışmalar, yapısal optimizasyonun tasarım faaliyetlerinde ne kadar önemli olduğunun birer kanıtı niteliğindedir. (Bu çalışma birinci sırada yer alan yazarın yüksek lisans tezinden üretilmiştir)
Anahtar Kelimeler: Yapısal optimizasyon, ağırlık azaltılması, ribler, hasar modları, eigenvalue değerleri
|
