Research Article

Eliptik Boşluklarla Tasarlanmış Kompozit Uçak Kanat Kaburgalarının Yapısal Analizi

Volume: 6 Number: 2 December 31, 2023
TR EN

Eliptik Boşluklarla Tasarlanmış Kompozit Uçak Kanat Kaburgalarının Yapısal Analizi

Abstract

Geleneksel malzemelerle üretilen kanat kaburgalarına kıyasla farklı fiber açılarıyla tasarlanan kompozit kanat kaburgalarının havacılık endüstrisine katkıda bulunulacağı düşünülmektedir. Bu çalışmada, insansız hava aracı olan MQ-1B Predator’ün kanat kök kaburgaları için farklı oryantasyon açılarına sahip Karbon-Epoksi, Aramid-Epoksi ve Kevlar-Epoksi kompozit malzemeleri kullanılmıştır. Kaburga yapıları üç boyutlu tasarımları için Solidworks programı kullanılmış, ağırlığının azaltılması için üzerinde farklı boyutlarda eliptik boşaltmalar yapılmıştır. Uçak kanat kaburgalarının modellemesi ve yapısal analizleri için ANSYS Workbench sonlu elemanlar programı kullanılmıştır. İncelenen kompozit kaburga yapılarının tabaka kalınlıkları 0,25 mm olup, altı tabakalı kompozit plakadan oluşturulmuştur. Modellerde fiber oryantasyon açıları ise sırasıyla 0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75° ve 90° olacak şekilde kullanılmıştır. Aerodinamik yük altında modellenen kanat kök kaburgaların yapısal analizlerinde kanat kök kaburgalarında meydana gelen eş değer (von Mises) gerilme ve toplam deformasyon değerleri incelenmiştir. Yapılan analizler sonucunda, farklı kompozit malzeme ve oryantasyon açılarına sahip kaburga yapıları uygulanan yükün altında farklı davranışlar sergilediği tespit edilmiştir. Kaburgalar üzerindeki en düşük deformasyon 0° fiber açılı Karbon-Epoksi malzemeli kaburgada modelinde 0,0084515 mm ve en düşük gerilme ise 90° fiber açılı Kevlar-Epoksi malzemeli kaburga modellerinde 0,59402 MPa olarak meydana geldiği tespit edilmiştir.

Keywords

References

  1. [1] K. Veeranjaneyulu, and S. Hussain. "Wing Rib Stress Analysis of DLR-F6 Aircraft," IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2018, vol. 455. No. 1. IOP Publishing.
  2. [2] D. S. Cairns, and L. A. Wood, "Composite Materials for Aircraft Structures, " Ind. Eng.s, 2009.
  3. [3] P. V. Kumar, I. R. Raj, M. S. Reddy, and N. S. Prasad, “Design and Finite Element Analysis of Aircraft Wing Using Ribs and Spars,” Turkish Journal of Computer and Mathematics Education, vol. 12, pp. 3224-3230, Aug. 2021.
  4. [4] P. M. C. Carneiro, and G. Pedro, "Structural analysis of wing ribs obtained by additive manufacturing," Rapid Prototyping Journal, vol. 25, pp. 708-720, Feb. 2019
  5. [5] J. Polagangu, et al., "Finite Element Analysis of İnter Spar Ribs of Composite Wing of Light Transport Aircraft Against Brazier Load," in 2009 National Conference on Scientific Achievements of SC and ST Scientists and Technologists, 2009, Vol. 17, pp. 57-68.
  6. [6] M. Yu-shan, et al., "Structural design and analysis of a composite wing with high aspect ratio," J. Zhejiang Univ. Vol. 20, pp. 781-793, Oct. 2019.
  7. [7] A. Rinku, et al., "Topology and size optimization of modular ribs in aircraft wings," in 2015 Proceedings of the 11th World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimization, 2015, pp. 7-12.
  8. [8] S. Bairavi, and S. Balaji, "Design and Stress Analysis of Aircraft Wing Rib with Various Cut Outs," Indian Journal of Applied Research, vol. 6, pp. 511-514, Apr. 2016.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Materials Engineering (Other)

Journal Section

Research Article

Early Pub Date

December 31, 2023

Publication Date

December 31, 2023

Submission Date

September 5, 2023

Acceptance Date

December 20, 2023

Published in Issue

Year 2023 Volume: 6 Number: 2

APA
Akdoğan, T. B., & Sülü, İ. Y. (2023). Eliptik Boşluklarla Tasarlanmış Kompozit Uçak Kanat Kaburgalarının Yapısal Analizi. Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 6(2), 191-207. https://doi.org/10.55117/bufbd.1355812
AMA
1.Akdoğan TB, Sülü İY. Eliptik Boşluklarla Tasarlanmış Kompozit Uçak Kanat Kaburgalarının Yapısal Analizi. Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2023;6(2):191-207. doi:10.55117/bufbd.1355812
Chicago
Akdoğan, Tümay Battal, and İsmail Yasin Sülü. 2023. “Eliptik Boşluklarla Tasarlanmış Kompozit Uçak Kanat Kaburgalarının Yapısal Analizi”. Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 6 (2): 191-207. https://doi.org/10.55117/bufbd.1355812.
EndNote
Akdoğan TB, Sülü İY (December 1, 2023) Eliptik Boşluklarla Tasarlanmış Kompozit Uçak Kanat Kaburgalarının Yapısal Analizi. Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 6 2 191–207.
IEEE
[1]T. B. Akdoğan and İ. Y. Sülü, “Eliptik Boşluklarla Tasarlanmış Kompozit Uçak Kanat Kaburgalarının Yapısal Analizi”, Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, vol. 6, no. 2, pp. 191–207, Dec. 2023, doi: 10.55117/bufbd.1355812.
ISNAD
Akdoğan, Tümay Battal - Sülü, İsmail Yasin. “Eliptik Boşluklarla Tasarlanmış Kompozit Uçak Kanat Kaburgalarının Yapısal Analizi”. Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 6/2 (December 1, 2023): 191-207. https://doi.org/10.55117/bufbd.1355812.
JAMA
1.Akdoğan TB, Sülü İY. Eliptik Boşluklarla Tasarlanmış Kompozit Uçak Kanat Kaburgalarının Yapısal Analizi. Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2023;6:191–207.
MLA
Akdoğan, Tümay Battal, and İsmail Yasin Sülü. “Eliptik Boşluklarla Tasarlanmış Kompozit Uçak Kanat Kaburgalarının Yapısal Analizi”. Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, vol. 6, no. 2, Dec. 2023, pp. 191-07, doi:10.55117/bufbd.1355812.
Vancouver
1.Tümay Battal Akdoğan, İsmail Yasin Sülü. Eliptik Boşluklarla Tasarlanmış Kompozit Uçak Kanat Kaburgalarının Yapısal Analizi. Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2023 Dec. 1;6(2):191-207. doi:10.55117/bufbd.1355812

Cited By

Indexing

                          download?token=eyJhdXRoX3JvbGVzIjpbXSwiZW5kcG9pbnQiOiJqb3VybmFsIiwib3JpZ2luYWxuYW1lIjoiYWNhZGVtaW5kZXhfbG9nby5wbmciLCJwYXRoIjoiMDE0OC9jNGUxL2ExYTEvNjlkNjIzMDZkMDFhNzkuNjQwNjcyNTYucG5nIiwiZXhwIjoxNzc1NjQ0OTUxLCJub25jZSI6IjIwMTE3NzAxMDQyODcyNDhkYjljNzA3MDNiZTI4MGQyIn0.gcKaww5KFzsu_vkMOBXVC6pmMUKOapitiUhwD5Iy6xQ      download?token=eyJhdXRoX3JvbGVzIjpbXSwiZW5kcG9pbnQiOiJqb3VybmFsIiwib3JpZ2luYWxuYW1lIjoiRFJKSV9Mb2dvLmpwZyIsInBhdGgiOiJhNjIxLzI3ZmUvZjRlZC82OWQ2MjMwNmM3MjM5NC45MjkzMzc2NC5qcGciLCJleHAiOjE3NzU2NDQ5NTEsIm5vbmNlIjoiODFjZDA0YjFjYjQ5OTM1MTM2YjVlNWFmOWU3M2VkMGEifQ.IrE2DQxJsd2_GiIgUm-2Ss63rpEBkTJ5pPxG4zfLZPE     download?token=eyJhdXRoX3JvbGVzIjpbXSwiZW5kcG9pbnQiOiJqb3VybmFsIiwib3JpZ2luYWxuYW1lIjoibG9nbzIucG5nIiwicGF0aCI6IjcxN2YvZTNhOS8wNDBkLzY5ZDYyMzA2ZDFkOWU3LjQzMzczOTcwLnBuZyIsImV4cCI6MTc3NTY0NDk1MSwibm9uY2UiOiI1Y2IzZGU3YjExOGIyNzA0Y2FiOTc1NTEyOTg0MjMxNSJ9.Bkxx2nQGj6Iq9GPltNmAd5p7wFOSTH2Ga3QTA0IL4cM