Havacılık Sanayiinde Kullanılan Bir Parçanın Alüminyum Alaşım ve Karbon Fiber Takviyeli Kompozit Malzeme Mukavemet Analizi

Abstract

Modern uçak gövdelerinin en az yüzde 30-40'ı artık fiber takviyeli polimer kompozit malzemelerden yapılmaktadır ve bu alandaki teknolojik gelişmeler nedeniyle bu oran hızla artmaktadır. Bu çalışma, polimer kompozitlerin havacılık endüstrisindeki kullanımlarını ve sonlu elemanlar metodu ile yapılan karşılaştırmalı bir mukavemet analizini içermektedir. Çalışmamızda, F-16 savaş uçaklarında hâlihazırda kullanılmakta olan ana iniş takımı FS 341.80 kodlu alüminyum alaşımlı yapısal parçasının geometrik yapısı, ağırlığı ve maruz kaldığı kuvvetler ile sınır şartları tespit edilmiştir. Mevcut parçanın, zorlu bir iniş senaryosu durumunda maruz kaldığı kuvvetlere göre sonlu elemanlar analizi ANSYS yazılımı ile yapılmıştır. Ardından, aynı parçanın karbon fiber takviyeli kompozit malzemeden sonlu eleman modeli oluşturulmuştur. Önceki senaryoda uygulanan yükleme durumu yeni modele de uygulanmıştır. Her iki malzeme ile oluşturulmuş modellerdeki eşdeğer gerilme, eşdeğer toplam gerinim, maksimum kayma gerilmesi ve toplam deformasyon değerleri sayısal olarak hesaplanmıştır. Her iki malzeme için elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucunda aynı yükleme ve sınır şartları için kompozit malzemede eşdeğer gerilme değerlerinde, eşdeğer toplam gerinim değerlerinde, maksimum kayma gerilmesi değerlerinde ve toplam deformasyon değerlerinde azalma olduğu görülmüştür. Bunun yanında parçanın toplam ağırlığında da azalma sağlanmıştır. Bu gelişmenin, uçağın ağırlığı azaltmanın yanında yorulma ömrünü ve bakım süresini de uzatması beklenmektedir.