İnsansız hava araçlarına ait termoplastik kompozit yapısal parçaların topoloji optimizasyonu yöntemi ile tasarımı ve eklemeli imalat metodu ile üretim şartlarının incelenmesi
Design of thermoplastic composite structural parts of unmanned aerial vehicles with topology optimization method and analysis of production conditions with additive manufacturing method
Yazar: FİKRAT GAFURZADE
Danışman: PROF. DR. OĞUZ ÇOLAK
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Havacılık ve Uzay Mühendisliği = Aeronautical Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Analitik modelleme = Analytical modelling ; Katmanlı üretim = Additive manufacturing ; Topoloji optimizasyonu = Topology optimization ; Yapı optimizasyonu = Structural optimization

Özet:
Araştırmada, topoloji optimizasyon kullanarak boyut aralığı 375*375*45 mm'den daha az olan, yapı olarak 'altıgen' şeklinde bir çerçeveye sahip bir Hexacopter tasarlanmıştır. 
Çalışma esnasında ABS (Akrilonitril Bütadien Stiren), CF ABS (Karbon Fiber takviyeli ABS), ONYX olmak üzere üç farklı malzeme kullanılmıştır. Bu tez çalışmasında havacılık ürün mekanik özelliklerinin incelenmesi, kütlü azaltma amaçlı topoloji optimizasyonu ve ideal mekanik performans için mekanik özelliklerin iyileştirilmesi amaçlanarak, analitik ve numerik analizler yapılmıştır. Bahsi geçen malzemeler ile baskı oryantasyonu ve dolgu yoğunluk oranı olmak üzere farklı üretim parametrelerine göre hesaplamalar yapılmıştır. Analitik modellemeye ek olarak sonlu elemanlar analizleri de gerçekleştirilmiş ve seçilen bir ürüne malzeme ekstrüzyon esaslı eklemeli imalat ile üretilen farklı polimer ve polimer matris malzeme özellikleri atanarak topoloji optimizasyonuna tabi tutulmuştur. Aynı eleman türü ve boyutları, aynı yükleme koşulları ve aynı kütle azaltım hedefi ile yapılan topoloji optimizasyonları sonucunda ortaya çıkan geometriler tartışılmış ve optimizasyon hedef ve kısıtlarında yer almayan nihai hacimleri açısından tartışılmıştır.

Abstract:
In this research, implemented a 'hexagonal' shaped frame with a size range of less than 375*375*45 mm hexacopter by utilizing topology optimization.
 During the study, three different materials were utilized: ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), CF ABS (Carbon Fiber Reinforced ABS), and ONYX. The mechanical characteristics of aerospace goods, topology optimization for mass reduction, and mechanical property enhancement for perfect mechanical performance were the goals of the analytical and numerical analyses conducted for this thesis. Calculations using the aforementioned materials were done based on various production factors. Print orientation and filling density ratio were these production variables that could be controlled. Finite element analyses were performed in addition to analytical modeling, and a chosen product was subjected to topology optimization by assigning various polymer and polymer matrix material attributes created via material extrusion-based additive manufacturing. The geometries that arise from topological optimizations with the same element type and dimensions, loading conditions, and mass reduction target are discussed in terms of their final volumes, which are not included in the optimization goals and constraints