Tez Arşivi

Hakkımızda

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Havacılık ve Uzay Mühendisliği Anabilim Dalı

Aero-structural analysis of the morphing trailing edge control surface of a fully morphing unmanned aerial vehicle wing

Büyük oranda şekil değiştirebilen bir insansız hava aracı kanadının hibrit firar kenarı kontrol yüzeyinin vakum ve aerodinamik yükler altında yapısal analizi

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 463632 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

This thesis investigates the aero-structural analysis of the morphing trailing edge control surface of a fully morphing unmanned aerial vehicle wing for some camber morphing missions. Designed control surface was structurally analyzed with Finite Element Method using ANSYS Workbench v14.0 Static Structural module. Open Cell, Closed Cell designs with some material and thickness changes were studied in order to find the optimum design in terms of minimum weight and structural relevance. Analyses were both performed in-vacuo and under aerodynamic loads. Initially in-vacuo analyses were performed and it was seen that Closed Cell-Neoprene rubber is the best design in terms of stresses, loads and morphing capabilities. Therefore, for Closed Cell-Neoprene rubber design analyses were performed under aerodynamic loads. Aerodynamic pressure distribution over the wing is obtained by Computational Fluid Dynamics analyses. Pointwise v17.2R2 was used to generate aerodynamic mesh and Stanford University Unstructured v3.2.03 was used as a solver. Aerodynamic load on the control surface was obtained by the interpolation method using the Tecplot 360 2013R1 package programme. Results of the analyses showed that designed control surface is capable of performing all the morphing conditions. However 3g and 4g aerodynamic load created bump at the compliant part which is not desired. Considering the weight of control surface Closed Cell – Neoprene rubber design with 1.0 [mm] composite thickness was selected as the best design.

Summary:

Bu çalışmada, büyük oranda şekil değiştirebilen bir insansız hava aracı kanadının hibrit firar kenarı kontrol yüzeyinin vakum ve aerodinamik yükler altında yapısal analizi incelenmiştir. Tasarlanmış kontrol yüzeyi Sonlu Elemanlar Yöntemi kullanılarak ANSYS Workbench v14.0 programının Static Structural modülü ile yapısal olarak incelenmiştir. Minimum ağırlık ve yapısal uygunluk açısından optimum tasarımın bulunması için Açık Hücre, Kapalı Hücre tasarımları bazı malzeme ve kalınlık değişiklikleri ile incelenmiştir. Analizler hem vakum ortamında hem de aerodinamik yükler altında gerçekleştirilmiştir. İlk olarak analizler vakum ortamında yapılmıştır ve Kapalı Hücre – Neopren kauçuk tasarımının gerilmeler, yükler ve şekil değiştirme özellikleri açısından en iyi tasarım olduğu görülmüştür. Bu nedenle, Kapalı Hücre – Neopren kauçuk tasarımı aerodinamik yükler altında tekrar analiz edilmiştir. Kanat üzerindeki aerodinamik basınç dağılımı Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği analizleri ile elde edilmiştir. Aerodinamik çözüm ağı için Pointwise v17.2R2, çözücü için ise Stanford University Unstructured v3.2.03 yazılımı kullanılmıştır. Kontrol yüzeyindeki aerodinamik yük, Tecplot 360 2013R1 paket programı kullanılarak interpolasyon yöntemi ile elde edilmiştir. Analiz sonuçları, tasarlanan kontrol yüzeyinin tüm şekil değiştirme koşullarını yerine getirebildiğini göstermektedir fakat 3g ve 4g aerodinamik yükler Neopren kauçuk malzemesinde yumrulara neden olmuştur. Ağırlık göz önüne alındığında 1.0 [mm] kompozit kalınlığındaki Kapalı Hücre – Neopren kauçuk tasarımı en iyi tasarım olarak seçilmiştir.