Kompozit malzemeden mamul insansız hava aracı parçalarının yapısal analizi
Structural analysis of unmanned aerial vehicle parts made of composite materials
Yazar: AHMET MESUT ÖZTÜRK
Danışman: PROF. DR. ÖMER GÜNDOĞDU
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Teorisi ve  Dinamiği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Kompozit yapılar = Composite structures ; Yapısal analiz = Structural analysis ; İnsansız hava aracı = Unmanned aerial vehicle

Özet:
Kompozit malzemeler yüksek özgül mukavemet, korozyon direnci, titreşim sönümleme kabiliyeti gibi birçok avantajlı özelliğe sahip oldukları için başta havacılık ve otomotiv olmak üzere birçok sektörde sıklıkla tercih edilmektedirler.
Bu çalışma kapsamında kompozit malzeme ve metalik malzemelerin birlikte oluşturduğu bir insansız hava aracı kanadının yapısal davranışı teorik olarak incelenmiştir. Çalışmada iki farklı kanat geometrisi üzerinde durulmuştur. Birincisi, flap ve aileron bulundurmayan yani bu kontrol yüzeylerine ait bileşenlerin modelde yer almadığı yekpare bir kabuğa sahip kanat geometrisidir. Bu kanat geometrisi Model 1 olarak isimlendirilmiştir. İkincisi ise üzerinde flap ve aileron kontrol yüzeylerini ve ilgili tüm elemanlarını barındıran kanat geometrisidir ve bu kanat geometrisi ise Model 2 olarak adlandırılmıştır. Çalışmada kompozit malzeme olarak farklı malzeme sistemleri üzerinde durulmuştur. Bu çalışmada referans alınan teorik kanat modeli kompozit dış kabuk ve metalik iç yapıya sahiptir. Bu teorik modeli yapısal olarak geliştirmek amacıyla bu malzeme sistemlerinin kullanıldığı teorik kanat modelleri HAD analizleri yapılarak yatay uçuş seyir şartları altında ve maksimum aerodinamik yükleme altında yapısal analizlere tabi tutulmuş en uygun kombinasyonlar ortaya konmuştur. İlave olarak Model 1 ve Model 2 için kanat kaburgaları da kompozit olarak modellenmiş ve kompozit kabuk ve kaburgalara sahip kiriş ve köşe bağlantı elemanlarının metalik yapıda olduğu yeni kanat modelleri oluşturularak belirtilen yükler altında bu modellerin yapısal davranışları incelenmiştir.

Abstract:
Composite materials are often preferred in many industries such as aviation and automotive since they have many advantageous properties such as high specific strength, high corrosion resistance and ability to absorb vibration.
In this thesis, a research for structural behaviour is theoretically done on an unmanned aerial vehicle wing composed of composite materials and metallic materials. Two different wing geometries are considered in the study. The first of these is the wing geometry without control surfaces flap and aileron. This wing geometry is mentioned as Model 1. The second of these is the wing geometry with control surfaces flap, aileron and related components. The second wing geometry is mentioned as Model 2. In the study, different material systems are analysed for the selection of composite materials. The reference wing model considered in this study has a composite external skin and a metallic internal structure. New wing models composed of different material systems are analysed under different loads in order to develop reference wing model. These loads obtained from 3D CFD analysis of the wing geometries are the loads calculated under level flight cruise conditions and maximum aerodynamic loading conditions. In this way, the optimum configurations of the wing models are obtained. In addition to the wing models with metallic internal structure, the ribs of internal structure are modelled as composite parts for Model 1 and Model 2 geometries. The new wing models composed of metallic spars, corner connectors and composite skins and ribs are modelled and analysed.