Helikopter Yapılarının Ölçüm, Modelleme Ve Modal Analizleri

Abstract

Bu tez kapsamında, ilk önce helicopter yapıları tanıtılmış, ve helicopter ve benzeri yapılarının teori, modelleme, ölçüm ve analizleri ile ilgili bir literatür araştırması yapılmıştır. Daha sonra, bazı basit perçinli yapılar üzerinde ölçülen modal veriler yardımıyla, perçinli bağlantılar için, lineer Sonlu Eleman (SE) modelleri elde edilmiştir. Takibinde, doğrulanmış perçin modeli başarıyla bir helicopter kuyruk konisi kesitine uygulanmıştır. Helikopter kuyruk konisi, diğer helicopter yapılarındakine benzer parçalar içerdiğinden ve oldukça karmaşık olduğundan, bu yapının doğrulanmış bir SE modelinin oluşturulması önemlidir. Bu yüzden, bir helicopter kuyruk konisi üzerinde çok detaylı testler gerçekleştirilmiş ve yapıyı çok iyi temsil eden bir SE modeli inşa edilmiştir. Bundan başka, gerçek bir helicopter gövdesinin dinamik yapısını belirlemek için, bu yapı üzerinde titreşim testleri gerçekleştirilmiştir. Bu testlerden elde edilen deneysel verilerden ve diğer helikopter yapılarında kazanılmış olan tecrübelerden yararlanılarak, helicopter gövdesinin bazı SE modelleri oluşturulmuştur. Sonunda, daha gerçekçi olan ve yapıyı iyi temsil eden bir SE modeli oluşturulmuştur. Elde edilen bu model tasarım optimizasyonu amacına yönelik olarak kullanılabilir.

In this thesis, first of all, helicopter structures are introduced and a literature survey on the theory, modelling, measurement and analysis of helicopter and similar structures is given. After that, acceptable linear Finite Element (FE) models are built for relatively simple structures with riveted joints by adjusting the FE models using the measured modal properties of those structures. Then, the validated FE model for riveted joints is successfully applied to a helicopter tail boom section. As the helicopter tail boom is quite complex and has very similar structural features with other parts of helicopter airframe, obtaining a validated FE model for this structure is important. Therefore, very detailed and comprehensive tests are performed on a helicopter tail boom and the experimental results are used to develop improved FE models of the tail boom. Furthermore, vibration tests are also performed on an existing real helicopter airframe in order to determine its modal properties experimentally. Utilising the experimental results obtained from such tests and the experience gained from previous studies on helicopter structures, some FE models of the airframe are developed. At the end, a more realistic and representative FE model of the helicopter airframe is obtained. Such a model can be used for design optimisation and certification purposes.