Free Vibration Analysis of Tapered Composite Aircraft Wing via the Finite Element Method

Authors : Büşra SARI, Mahsa KAZEMI LICHAEI, Sefa YILDIRIM

Pages : 741-752

Doi:10.21605/cukurovaumfd.1190386

View : 10 | Download : 6

Publication Date : 2022-10-17

Article Type : Research Paper

Abstract :Mühendislik uygulamalarında kullanılan yapıların statik ve dinamik kuvvetlerin etkisi altındaki tepkileri, yapıların tasarım aşamasında önemlidir. Bir yapı için dinamik kuvvetlerin tepkisinin belirlenmesi, öncelikle yapının mod şekli ve titreşim frekansları olan serbest titreşim özelliklerinin değerlendirilmesiyle gerçekleştirilir. Bu makale, havacılık endüstrisinde kullanılan NACA4415 tasarımı ve farklı yaygın malzemelerden oluşan konik uçak kanat yapılarının modal analizlerini sunmaktadır. Ayrıca kıvrık kanatçık eklemlerinin (winglets) doğal frekanslar üzerindeki etkisi incelenmiştir. Ana kanat yapıları olan nervür (rib) ve kabuk (shell) yapıları CATIA kullanılarak oluşturulmuştur ve ANSYS Workbench'e aktarılmıştır. Analizler, uçak kanadının bir ucu (kök kiriş) serbestken diğer ucu (uç kirişi) sabitlenerek üç boyutlu bir konsol kiriş olarak düşünülerek yapılmıştır. Uçak kanat yapılarının ilk on doğal frekansları ve ilgili mod şekilleri elde edilmiştir. Sonuçlar; kanat uçlarına kıvrık kanatçık eklenmesinin doğal frekansları oldukça düşürdüğünü ve kabuk malzemesi olarak Karbon Epoksi EY kullanmanın, Kevlar Epoksi kullanımına göre daha yüksek doğal frekanslar oluşturduğunu göstermiştir.
Keywords : Serbest titreşim, Doğal frekans, Modal analiz, Uçak kanadı, Mod şekilleri