EN
TR
Bir Hava Aracının Çok Amaçlı Kanat Kiriş Kesit Optimizasyonu
Öz
ÖZ
Kanat tasarımında kritik ve dikkat edilmesi gereken parametrelerden birisi de doğal frekanstır. Kanadın doğal frekansının küçük olması kanadın daha fazla yer değiştirmesine neden olur. Diğer taraftan kanadın doğal frekansı ile havanın doğal frekansı eşit olduğunda rezonansa neden olabilir ve bu durumda kanatta yapısal hasar oluşabilir. Kanat doğal frekansını arttırmak için yapılan çalışmalar kanadın rijitliğini arttırırken aynı zamanda, kütle artışına neden olabilir. Bu çalışmada, kanat kütlesinin arttırılmadan doğal frekansının arttırılması amacıyla çok amaçlı optimizasyon problemi kurularak kanat kiriş elemanın optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Kesit geometrisi şekil parametreleri tasarım değişkenleri olarak alınmış, kanat ağırlığının minimizasyonu ve kanadın birinci doğal frekansının maksimizasyonu amaç fonksiyonu olarak tanımlanmıştır. Kanadın hem doğal frekansının arttırılması hem de kütlesinin azaltılması amacıyla çok amaçlı bir optimizasyon çalışması gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında kanat iç yapı elemanlarından kiriş elemanının kesit geometrisinin doğal frekans ve ağırlık açısından optimum özelliklere sahip kanat kiriş kesiti tasarlanması amaçlanmıştır. Optimizasyon işlemini gerçekleştirmek için Ansys Workbench ortamında parametrik geometri modeli oluşturulmuş, kanat üzerinde oluşan basınç hesaplanmış, statik analiz ile gerilme ve yer değiştirme, modal analiz ile doğal frekans hesaplanmıştır. Cevap yüzey yöntemi kullanılarak gerçekleştirilen optimizasyon çalışmasında çok amaçlı genetik algoritma kullanılmıştır. Çalışma sonucunda kanat birinci doğal frekansında % 14 artış sağlanırken aynı zamanda kanat ağırlığında yaklaşık %5 hafifleme sağlanmıştır.
Anahtar Kelimeler
Destekleyen Kurum
Tübitak
Proje Numarası
118C100
Teşekkür
TÜBİTAK 2244 Sanayi Doktora Programı kapsamında verilen bursiyer desteğine teşekkür ederiz (Proje No:118C100)
Kaynakça
- [1] Naing Lin Aung, Oleg Tatarnikov., Phyo Wai Aung, “Approach to optimization of composite aircraft wing structure”, IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., 9712, 022058, (2020).
- [2] Sohaib, M.,”Parameterized Automated Generic Model for Aircraft Wing Structural Design and Mesh Generation for Finite Element Analysis” Yüksek Lisans Tezi, Linkoping’s Üniversitesi, (2011).
- [3] Dogan C. “Design optimization of composite I-beam wing spars with the corrugated web”, Yüksek Lisans Tezi, Mechanical Engineering, Doğuş Üniversitesi, (2014).
- [4] Wan, Z., D. Liu, C. Tang, and C. Yang, “Studies on the influence of spar position on aeroelastic optimization of a large aircraft wing”, Science China Technological Sciences, 55, 117–124, (2012).
- [5] Grbovic, A. and B. Rasuo,” FEM based fatigue crack growth predictions for spar of light aircraft under variable amplitude loading”, Engineering Failure Analysis,26, 5064, (2012).
- [6] Visnjic, G., D. Nozak, F. Kosel and T. Kosel,” Shear-lag influence on maximum specific bending stiffness and strength of composite I-beam wing spar”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering, 225,501511, (2010).
- [7] Falek, M., E. Szymczyk and J. Jachimowicz,” Study on Possible Replacement of the Aluminum Spar with a Composite Structure Illustrated with the Case of Agricultural Aircraft”, Fatigue of Aircraft Structures,8599, (2017).
- [8] Maute, K. and M. Allen, “Conceptual design of aeroelastic structures by topology optimization”, Structural and Multidisciplinary Optimization”, 27, 2742, (2004).
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Mühendislik
Bölüm
Araştırma Makalesi
Erken Görünüm Tarihi
26 Ağustos 2024
Yayımlanma Tarihi
27 Mart 2025
Gönderilme Tarihi
25 Mayıs 2023
Kabul Tarihi
10 Ağustos 2024
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2025 Cilt: 28 Sayı: 2
APA
Demir, H., & Kaya, N. (2025). Bir Hava Aracının Çok Amaçlı Kanat Kiriş Kesit Optimizasyonu. Politeknik Dergisi, 28(2), 607-616. https://doi.org/10.2339/politeknik.1302121
AMA
1.Demir H, Kaya N. Bir Hava Aracının Çok Amaçlı Kanat Kiriş Kesit Optimizasyonu. Politeknik Dergisi. 2025;28(2):607-616. doi:10.2339/politeknik.1302121
Chicago
Demir, Hakan, ve Necmettin Kaya. 2025. “Bir Hava Aracının Çok Amaçlı Kanat Kiriş Kesit Optimizasyonu”. Politeknik Dergisi 28 (2): 607-16. https://doi.org/10.2339/politeknik.1302121.
EndNote
Demir H, Kaya N (01 Mart 2025) Bir Hava Aracının Çok Amaçlı Kanat Kiriş Kesit Optimizasyonu. Politeknik Dergisi 28 2 607–616.
IEEE
[1]H. Demir ve N. Kaya, “Bir Hava Aracının Çok Amaçlı Kanat Kiriş Kesit Optimizasyonu”, Politeknik Dergisi, c. 28, sy 2, ss. 607–616, Mar. 2025, doi: 10.2339/politeknik.1302121.
ISNAD
Demir, Hakan - Kaya, Necmettin. “Bir Hava Aracının Çok Amaçlı Kanat Kiriş Kesit Optimizasyonu”. Politeknik Dergisi 28/2 (01 Mart 2025): 607-616. https://doi.org/10.2339/politeknik.1302121.
JAMA
1.Demir H, Kaya N. Bir Hava Aracının Çok Amaçlı Kanat Kiriş Kesit Optimizasyonu. Politeknik Dergisi. 2025;28:607–616.
MLA
Demir, Hakan, ve Necmettin Kaya. “Bir Hava Aracının Çok Amaçlı Kanat Kiriş Kesit Optimizasyonu”. Politeknik Dergisi, c. 28, sy 2, Mart 2025, ss. 607-16, doi:10.2339/politeknik.1302121.
Vancouver
1.Hakan Demir, Necmettin Kaya. Bir Hava Aracının Çok Amaçlı Kanat Kiriş Kesit Optimizasyonu. Politeknik Dergisi. 01 Mart 2025;28(2):607-16. doi:10.2339/politeknik.1302121