SONLU ELEMANLAR ANALİZİ SİMÜLASYONLARIYLA ENTEGRE EDİLMİŞ UÇAKLARIN KANAT MEKANİZMASININ YAPISAL ANALİZİ VE OPTİMİZASYONU

Creative Commons License

Erguvan O., Erguvan G., YILDIZ A.

Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, cilt.14, sa.1, ss.274-284, 2026 (TRDizin)

Özet

Bu çalışmada, bir uçağın flap mekanizması, operasyonel koşullar altındaki aerodinamik ve yapısal davranışı birlikte değerlendirilerek optimize edilmiştir. İlk olarak, flap yüzeyindeki basınç dağılımını elde etmek ve buna karşılık gelen kaldırma ve sürükleme kuvvetlerini hesaplamak için bir akış simülasyonu gerçekleştirilmiştir. Elde edilen aerodinamik yükler, mekanizma içindeki kritik gerilme bölgelerini, deformasyon şekillerini ve yük yollarını belirlemek amacıyla ayrıntılı bir sonlu eleman analizinde sınır koşulu olarak kullanılmıştır. Yapısal tepkiye bağlı olarak, mekanizmanın ana bileşenlerinden birine ağırlık azaltımı sağlamak ve gerekli dayanım seviyesini korumak amacıyla topoloji optimizasyonu uygulanmıştır. Optimizasyon süreci, mekanik bütünlükten ödün vermeden yaklaşık %28,23 oranında önemli bir kütle azaltımı sağlamıştır. Genel olarak, bu çalışma, daha verimli, hafif ve yapısal olarak güvenilir uçak mekanizmalarının geliştirilmesine önemli katkılar sunmaktadır.
In this study, the flap mechanism of an aircraft was optimized by integrating its aerodynamic and structural behavior under operational conditions. First, a flow simulation was performed to obtain the pressure distribution on the flap surface and to calculate the resulting lift and drag forces. These aerodynamic loads were subsequently used as boundary conditions in a detailed finite element analysis to identify critical stress regions, deformation patterns, and load paths within the mechanism. Based on the structural response, topology optimization was applied to one of the primary components to reduce its weight while preserving the required strength and operational performance. The optimization process resulted in a substantial mass reduction of approximately 28.23% without compromising mechanical integrity. Overall, the findings of this study contribute to the development of more efficient, lightweight, and structurally reliable aircraft mechanisms.