Bir füzenin dinamik karakterizasyonunda çok eksenli tahrik durumu için modal davranışın sayısal ve deneysel incelenmesi
Numerical and experimental investigation of modal behavior with multi-axis excitation in dynamic characterization of a missile
Yazar: ÖZGÜRCAN YILDIZ
Danışman: DOÇ. DR. TUNCAY KARAÇAY
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Füze teknolojilerindeki gelişmelerle birlikte yapısal dinamik çalışmalara olan ilgi günden güne artmaktadır. Deneysel modal analiz teorisi havacılık ve uzay alanında yapısal dinamik çalışmaların pek çoğunun temelini oluşturmaktadır. Uçuş boyunca aerodinamik tahrike maruz kalan füzelerin modal testlerinde, doğru girdilerin uygulanabilmesi için tahrik koşullarının en iyi şekilde benzetilmesi önem arz etmektedir. Bu tez kapsamında, modal testler sırasında dinamik karakterizasyonu yapılan test kalemine, tahrikin aynı anda çok eksende uygulanması senaryosu üzerinde çalışılmıştır. Sonlu elemanlar analizleri ve deneysel modal analizler ile yapının farklı tahrik durumlarındaki dinamik karakterinin tahmin edilmesine yönelik çalışmalar yapılmıştır. Çalışmada geliştirilen test modellerinde öncelikle basit bir kiriş modeli üzerinden deneysel çalışmalar yürütülmüştür. Sonlu elemanlar analizleri ile yapılan çözümlemeler modal testler ile doğrulanmıştır. Sonrasında uçaktan atılan mühimmat çeşitlerinden olan MK-82 modeli kullanılarak test ve modelleme çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Modal davranışın tek eksende tahrik ve çok eksende tahrik uygulandığı durumlardaki karşılaştırmaları ortaya konulmuştur. Böylece bir füzenin dinamik karakterizasyonunda çok eksenli tahrik durumu için modal davranışın hem deneysel olarak hem de sayısal modelleme ile ortaya konulması sağlanmıştır. Çoklu eksende çoklu girdi ile yapılan sarsıcı testlerinde tüm eksenlerdeki eğilmelerin daha belirgin şekilde elde edildiği gözlenmiştir. Tez kapsamında ortaya konan deneysel çalışma literatürde geçen çoklu eksendeki tahrik uygulamalarının etkin faydalarını doğrulamaktadır.

Abstract:
With the rise in missile technologies, interest in structural dynamic studies is increasing day by day. Experimental modal analysis theory forms the basis of most of the structural dynamics studies in the field of aviation and space. In modal tests of missiles that are subjected to aerodynamic effects during flight, it is important to simulate the aerodynamic effects in the best way in order to apply the correct input excitation. Within the scope of this thesis, the scenario of applying the input excitation in multiple axes at the same time to the test item, whose dynamic characterization was performed during modal tests, was studied. Studies have been carried out to estimate the dynamic character of the structure with finite element analysis and experimental modal analysis. In the test models developed in the study, first, experimental studies were carried out on a simple beam model. Analyzes made with finite element analysis were verified with modal tests. Afterwards, testing and modeling studies were carried out using the MK-82 model, which is one of the ammunition types thrown from the aircraft wing. Comparisons of modal behavior when single-axis input excitation and multi-axis input excitation are applied are presented. Thus, in the dynamic characterization of a missile, the modal behavior for the multi-axis excitation case has been demonstrated both experimentally and by numerical modeling. It was observed that bending in all axes was obtained more clearly in the shaker tests performed with multiple inputs in multiple axes. The experimental study presented within the scope of the thesis confirms the effective benefits of multi-axis input excitation applications mentioned in the literature.