Structural Analysis of Composite Aircraft Wing Ribs Designed with Elliptical Cavities-Reference-Cited by-同舟云学术

Structural Analysis of Composite Aircraft Wing Ribs Designed with Elliptical Cavities

Published:2023-12-31 Issue:2 Volume:6 Page:191-207
ISSN:2667-579X
Container-title:Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi
language:
Short-container-title:

Author:

AKDOĞAN Tümay Battal¹^ORCID,SÜLÜ İsmail Yasin¹^ORCID

Affiliation:

1. İNÖNÜ ÜNİVERSİTESİ

Abstract

Geleneksel malzemelerle üretilen kanat kaburgalarına kıyasla farklı fiber açılarıyla tasarlanan kompozit kanat kaburgalarının havacılık endüstrisine katkıda bulunulacağı düşünülmektedir. Bu çalışmada, insansız hava aracı olan MQ-1B Predator’ün kanat kök kaburgaları için farklı oryantasyon açılarına sahip Karbon-Epoksi, Aramid-Epoksi ve Kevlar-Epoksi kompozit malzemeleri kullanılmıştır. Kaburga yapıları üç boyutlu tasarımları için Solidworks programı kullanılmış, ağırlığının azaltılması için üzerinde farklı boyutlarda eliptik boşaltmalar yapılmıştır. Uçak kanat kaburgalarının modellemesi ve yapısal analizleri için ANSYS Workbench sonlu elemanlar programı kullanılmıştır. İncelenen kompozit kaburga yapılarının tabaka kalınlıkları 0,25 mm olup, altı tabakalı kompozit plakadan oluşturulmuştur. Modellerde fiber oryantasyon açıları ise sırasıyla 0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75° ve 90° olacak şekilde kullanılmıştır. Aerodinamik yük altında modellenen kanat kök kaburgaların yapısal analizlerinde kanat kök kaburgalarında meydana gelen eş değer (von Mises) gerilme ve toplam deformasyon değerleri incelenmiştir. Yapılan analizler sonucunda, farklı kompozit malzeme ve oryantasyon açılarına sahip kaburga yapıları uygulanan yükün altında farklı davranışlar sergilediği tespit edilmiştir. Kaburgalar üzerindeki en düşük deformasyon 0° fiber açılı Karbon-Epoksi malzemeli kaburgada modelinde 0,0084515 mm ve en düşük gerilme ise 90° fiber açılı Kevlar-Epoksi malzemeli kaburga modellerinde 0,59402 MPa olarak meydana geldiği tespit edilmiştir.

Publisher

Bayburt Universitesi

Reference19 articles.

1. [1] K. Veeranjaneyulu, and S. Hussain. "Wing Rib Stress Analysis of DLR-F6 Aircraft," IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2018, vol. 455. No. 1. IOP Publishing.

2. [2] D. S. Cairns, and L. A. Wood, "Composite Materials for Aircraft Structures, " Ind. Eng.s, 2009.

3. [3] P. V. Kumar, I. R. Raj, M. S. Reddy, and N. S. Prasad, “Design and Finite Element Analysis of Aircraft Wing Using Ribs and Spars,” Turkish Journal of Computer and Mathematics Education, vol. 12, pp. 3224-3230, Aug. 2021.

4. [4] P. M. C. Carneiro, and G. Pedro, "Structural analysis of wing ribs obtained by additive manufacturing," Rapid Prototyping Journal, vol. 25, pp. 708-720, Feb. 2019

5. [5] J. Polagangu, et al., "Finite Element Analysis of İnter Spar Ribs of Composite Wing of Light Transport Aircraft Against Brazier Load," in 2009 National Conference on Scientific Achievements of SC and ST Scientists and Technologists, 2009, Vol. 17, pp. 57-68.