Negatif poisson oranına sahip akıllı malzemelerin hava araçlarında titreşim sönümleme performansının araştırılması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: YASİN UZUN
Danışman: Cihan Demir
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, Negatif Poisson Oranına sahip akıllı malzemelerin helikopterlerde izolatör olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Negatif Poisson oranına sahip malzemeler son zamanlarda yaygınlaşan, düşük frekanslarda pasif sönüm yapabilen 2 boyutlu veya 3 boyutlu olarak tasarlanabilen yapılardır. Helikopterde oluşan titreşimin ekipmana iletilirken sönümlenerek ekipmanın ömrü veya bakım süresi uzatılarak maliyetler azaltılabilir. Negatif Poisson oranına sahip düşük kütleli izolatörler geliştirilerek düşük frekanslarda kullanılan aktif sönümleyiciler yerine kullanılması durumunda helikopterlerde ağırlık azaltılabilir. Negatif Poisson Oranına sahip tasarım TPU malzemesinden, helikopterin gövdesinde bulunan bir ekipmanın altına izolatör olarak tasarlanmıştır. MIL STD 810H standardına göre AH-1 helikopterinde meydana gelen rastlantısal ve harmonik titreşim seviyeleri belirlenerek yapıya uygulanmıştır. İki boyutlu üçgen yapı ve ok kafalı birim hücre 2 boyutlu olarak analiz edilmiştir. Üçgen yapı harmonik analizde 12 - 40 Hz aralığında %75 izolasyon verimi, rastlantısal analizde 12 – 500 Hz aralığında tüm titreşimleri izole ederek ok kafalı yapıdan daha iyi performans göstermiştir. En iyi performansa sahip yapı 3 boyutlu modellenmiştir. 3 boyutlu yapının ekipman kütlesine, plaka kalınlığına, kesit alanına, sönümleme oranına, ve birim hücre sayısı bağlı titreşim sönümleme performansı Ansys programında analiz edilmiştir. Her tasarıma, verileri kolayca irdeleyebilmek amacıyla farklı tasarım numaraları atanmıştır. Ekipman kütlesi artıkça yapının izolasyon verimi artmış ve daha düşük frekanslarda sönüm elde edilmiştir. Plaka kalınlığı arttıkça sönüm yapılan frekans aralığı azalmıştır. Kesit alanı arttıkça izolasyon verimi azalmıştır. Sönümleme oranı arttıkça izolasyon verimi de artmıştır. Birim hücre sayısı arttıkça sönüm yapılan frekans genişliği azalmıştır. En iyi performansı gösteren T1A1025D125W15 numaralı tasarım harmonik analizde 8 - 40 Hz aralığında %27, rastlantısal analizde ise %85 izolasyon verimine sahip olduğu elde edilmiştir. Titreşim uygulanan eksen dışındaki yönlerde harmonik analizde %60 ve üzerinde rastlantısal analizde tüm %99'a yakın izolasyon verimleri elde edilmiştir. İlerleyen araştırmalarda, helikopterin farklı bölgelerindeki sönüm performansları, farklı tasarımlarının üretilebilirliği ve tasarımların deneysel olarak doğrulanması üzerine çalışma yapılması önerilmektedir.