Uçaklardaki kapı kasası yapısal elemanının tasarımı ve analizi

Abstract

Bu çalışma, bir nakliye uçağına ait bir yapısal elemanın tasarım ve analiz aşamalarını sunmayı amaçlamaktadır. Ele alınan eleman, uçağın gövdesinde bulunan kapı boşluğunun mukavemetsel güçlendirilmesi için kullanılan yapısal bileşendir. Bu elemanlar kapı boşluğu etrafındaki çevresel güçlendiriciler olan kaburgaların arasında boylamsal olarak yerleştirilmişlerdir. Tasarım evresinde, kaburga destek elemanı için takip edilmesi gereken yapısal tasarım prensipleri anlatılmıştır. Tasarım prensipleri, havacılık sektöründe yapılan daha önceki projelerden elde edinilen deneyimlerden yararlanılarak belirtilmiştir. Ön tasarımı gerçekleştirilen eleman için ilgili yük koşulları altındaki yapısal analizi gerçekleştirilmiştir. İlgili eleman için yapısal analiz metotları anlatılmıştır. Ele alınan metotlar, tipik boylamsal bir kiriş için uygulanarak örneklendirilmiştir. Kirişin sonlu elemanlar metodu ile analizi yapılarak analitik olarak yapılan analiz sonuçlarının kontrolü yapılmıştır. Analitik hesaplamalar için Microsoft Excel ile program geliştirilmiştir. Program ile yük, geometri, malzeme değişimine bağlı olarak kritik yük hesaplaması, uygulanan yükün dağıtılması ve güvenlik katsayının hesaplanması için bir otomizasyon sağlanmıştır. Ayrıca tez kapsamında uçak yapıları ile uçak yapılarına etkiyen kuvveler ve sonlu elemanlar yöntemi hakkında bilgiler verilmiştir. Tez konusu olarak seçilen elemanın, analitik ve sonlu elemanlar yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilen tasarım ve analiz sonuçları değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre yorumlar ve tavsiyeler dile getirilmiştir.

This study aims to show the steps of design and analysis of a structural component belonging to a transport aircraft. The considered element is used for reinforcing the door cut out of aircraft fuselage. These elements are located in longitudinal direction between the frames that are used for radial reinforcement in door cutout surround. Design stage, the rib support element of the structural design principles followed is described. Design principles, the aviation industry benefit from the experience obtained from previous projects have been specified. Performed for the preliminary design elements for structural analysis was carried out under load conditions. Structural analysis methods are described for the relevant elements. The methods has been applied for a typical longitudinal beam. The analytical results of the beam analysis has been checked by the analysis of finite element method. Analytical calculations have been developed for the Microsoft Excel program. The program has ability of calculating critical load which depends on applied load, geometry and material changings, and also calculating the distribution and safety factor. In addition, in the thesis there are given informations about aircraft structures, effecting loads and the finite element methods.The results of analytical and finite element analysis and design of chosen element were evaluated. According to the obtained results, some comments and recommendations were expressed.