NACA 651-412 kanat profilinin yapısal analizi
Structural analysis of NACA 651-412 wing profile
Yazar: BURAK ÇEKİRDEK
Danışman: DOÇ. DR. VEYSEL ERTURUN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Sivil Havacılık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Sivil Havacılık = Civil Aviation

Özet:
Bu çalışmada bir bölgesel yolcu uçağı NACA profili olan NACA 651-412 kullanılmış olup tasarım sürecinde SOLIDWORKS programı, sonlu elemanlar yöntemiyle akış ve yapısal analizler de ise ANSYS programı kullanılmıştır. Kanat profili uzunluğu 4 metre alınmış olup tasarımda 9 rib, 2 spar, kanat alt- üst profillerinin tasarımına yer verilmiştir. Statik analiz sürecinde ribler ve sparlar Al 7050-T7451, kanat profiline ise sırasıyla Al 2024-T3 ve Al 7075-T6 malzemeleri atanmıştır ve kanat profili üzerinde yer değiştirme, eşdeğer gerilme, eşdeğer gerinim, çekme gerilme ve basma gerilme gibi yapısal parametrelerin analizlerinin yapılması hedeflenmiştir. Statik analizin amacı, kanadın maruz kaldığı yükler altında deformasyon ve gerilimleri hesaplayıp bu değerlerin emniyet limitleri içinde olmasını sağlamaktır. Analiz kapsamında kanat profili 3O, 6O hücum açılarında standart atmosfer şartları altında ve 141 m/s hız değerleri referans alınarak akış analizi yapılıp, kanat profiline etki edecek basınç değerleri bulunarak statik analiz yapılmıştır. Yapılan akış analizi sonucunda hücum açısı arttıkça kanat profil yüzeyi üzerindeki basıncın arttığı gözlemlenmiştir. Yapılan statik analizde ise hücum açısı arttıkça yer değiştirme, eşdeğer gerilme, eşdeğer gerinim, çekme gerilmesi, basma gerilmesi gibi yapısal parametrelerin arttığı gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler : Sonlu elemanlar yöntemi, Statik Analiz, Uçak Kanadı, Rib ve Spar

Abstract:
In this study, NACA 651-412, a regional passenger plane NACA profile, was used and the SOLIDWORKS program was used in the design process, and the ANSYS program was used in flow and structural analysis with the finite element method. The wing profile  length was taken as 4 meters and the design of 9 rib, 2 spar, wing lower-upper profiles were included in the design. In the static analysis process, ribs and spars are coated with Al 7050-T7451, and the airfoil is coated with Al 2024-T3 and Al 7075-T6 materials respectively and structural parameters such as total deformation, von-mises stress, equivalent strain, maximum principle stress and minimum principle stress were aimed at being carried out on the wing profile. The purpose of the static analysis is to calculate the deformation and stresses under the loads that the blade is exposed to and to ensure that these values are within the safety limits. Within the scope of the analysis, flow analysis and static analysis was performed at 3O and 6O angle of attack under standart atmospheric conditions and 141 m/s velocity values were taken as reference and static analysis was performed by finding the pressure values that would affect the airfoil. As a result of the flow analysis, it was observed that the pressure on the airfoil surface increased as the angle of attack increased. In the static analysis, it was observed that as the angle of attack increased, the structural parameters such as total deformation, equivalent stress, equivalent strain, maximum principle stress, minimum principle stress increased.

Key words : Finite Element Analysis, Static Analysis, Aircraft wing, Rib and Spar