VI. ULUSAL HAVACILIK VE UZAY KONFERANSI UHUK-2016-01928-30 Eylül 2016, Kocaeli Üniversitesi, Kocaeli

1 Yavuz Yaman2

Üniversitesi, Ankara

ÖZET

ekte ve kambur azaltmahareketleri verebilecek mekanizma içinsonunda elde edilen sonuçlar düzlemsel dört-

, Bilgen, Ajaj, Friswell ve Inman,ve

günümüzde [Barbarino, Bilgen, Ajaj, Friswell ve Inman, 2011],

B

kleri Gürses, 2012

etmeyini, Lesieutre, Frecker ve Bharti, 2004].

boyunca boyunca incelenmektedir [Sofla, Meguid, Tan ve Yeo, 2010].

1 -posta: hlsahin@metu.edu.tr2 Uzay Müh. Böl., E-posta: yyaman@metu.edu.tr

UHUK-2016-019

2

firar kesiminin , yani kamburyolu ise

ektir [Reed, Hemmelgarn, Pelley ve Havens, 2005]. Çizelge

Çizelge 1:

[Parker,1920] [Perkins, Reed ve Havens, 2004] DLR Finger Concept [Ricci, 2008]

[Antoni, 1932]DLR Belt-Rib [Campanile, Anders,

2004][Baker ve Friswell, 2008]

[Bryant ve Stewart, 1963]DARPA Smart Wing [Bartley-Cho, Wang, Martin, Kudva, West, 2004]

[Daynes, Weaver ve Potter, 2010]

Boeing [Zapel, 1978] [Elzey, Sofla ve Wadley, 2005]Flexsys, [Hetrick, Kota ve Ervin,

2013]

[Gilbert, 1981]Scissor Mechanism [Joo,

Sanders, Johnson ve Frecker, 2006]

Fish Bone [Woods, Bilgen ve Friswell, 2014]

UHUK-2016-019

3

YÖNTEM

nün belirlenmesine, uzuv kinematik sentez denilmektedir [Shigley ve Uicker, 1981]. ; istenilen hareket veya

sentezi; türü miktar sentezi; türü

ta [Chiang, 2000].

güvenilirdir [Eckhardt, 1998]. Düzlemsel dört-

i Konum Sentez Yöntemi

-çubuk -

uzvu, hareketi ve kuvveti bir sonraki uzva ileten biye

1987]. Düzlemsel dört-iki-çubuk vektör çiftleri veya ikililer (dyads) olarak tarif edilebilirler.

1: Düzlemsel Dört- in Tarifi

1'de ve ve vektör

ifade edilmektedirler ve

UHUK-2016-019

4

, ve

ve , ve ) bilinmemektedir. Fakat ifade

edilebilir: .

1

(1)

Denklem 1 düzlemsel dört-standart biçimi olarak kabul görmektedir [Sandor, Erdman, 1984]. Çizelge 2Denklem 1'deki seçilebilecek bilinmeyenler

Çizelge 2 'ler ve

Sentez Yöntemindeki Denklem, Bilinmeyen ( ve vektörlerdir.

Serbest Seçilebilecek

2 2 5 ( ) 3

3 4 6 ( ) 2

4 6 7 ( ) 1

5 8 8 ( ) 0

öteleme ve dönme hareketleri ( ) ve biyel

( )saptanabilir. Denklem 1,

, denklem ikilileri tüm bilinmeyenler için çözülebilir. Ave lenir.

(2)

matrisinin sadece birinci sütununda bilinmeyenler

(3)

(4)

UHUK-2016-019

5

Burada ifadeleri Denklem 2'deki (cofactors) ve sadece bilinen elemanlardan .

(5)

(6)

(7)

Denklemler 3 ve 4olarak hesaplanabilir [Sandor, Erdman, 1984].

ametredir ve

[Söylemez, 2000].

2: Düzlemsel Dört-

2'd ne görekuvveti de sürekli gösterir.

için, a

2 de gösterilen dört-çubuk 0AB0 üçgeni ile ABB0 üçge 0

n

(8)

UHUK-2016-019

6

Denklem 8'de ve

Grashof Teoremi: Düzlemsel dört-tam dönebil (360 [derece]) Grashof teoremi düzlemsel dört-bulundolmayan olarak -

ve kalan iki uzv da ve 9

(9)

Düzlemsel dört- 3'te görülmektedir [Wilson, Sadler, 1993].

Çizelge 3: Düzlemsel Dört-

Kol-Sarkaç Krank

Çift-Krank Sabit Uzuv

Çift-Sarkaç Biyel

Kritik Konumlu Mekanizma Herhangi Biri

Üçlü-Sarkaç Herhangi Biri

, 2007].

UYGULAMALAR

Düzlemsel dört- Burmester

göz önünde tutularak MATLAB-

iyi mekanizma seçilebilmektedir. Bu bildiride daha önceden belidört-

artacak, olacak biçimde pozisyonda olmak üzere 3 Uçak kanat

kise .

UHUK-2016-019

7

3: Hareket Ettirilmesi Amaçlanan NACA Tipi Kanat Kesitleri

3't

yönelim (orientation)'leri Çizelge

Çizelge 3:

X Eksenindeki Konum [birim]

Y Eksenindeki Konum [birim] [derece]

1 0.63747 0.05847 89.271

2 0.67682 0.08142 86.917

3 0.71617 0.10465 84.319

4 0.75519 0.12381 81.913

BMATLAB 4'deki gibi elde

UHUK-2016-019

8

4: )

ATLABmekanizma seçim . Mekanizma seçim

b [Söylemez, 2000] , denk

5 te sa -

5: Tasarlanan Düzlemsel Çift-

UHUK-2016-019

9

6olmayan, üçlü-

6: Tasarlanan Düzlemsel Üçlü-

5 ve 6 -krank tam döner öncelikle

tercih edilebilir.

SONUÇ

Bu çmsel dört- Burmester e

elde edilçift-

ATLAB

- -çubuk üretecek , b

m seçilecektir.

UHUK-2016-019

10

Kaynaklar

Antoni, U., 1932. Construction of flexible aeroplane wings having a variable profile, US Patent No.

Baker, D., Friswell, M.I., 2008. The design of morphing aerofoils using compliant mechanisms, 19th -9 Ekim

Barbarino, S., Bilgen, O., Ajaj, R.M., Friswell, M.I., Inman, D.J., 2011. A review of morphing aircraft, Journal of Intelligent Material Systems and Structures, Cilt.22, Haziran

Bartley-Cho, J.D., Wang, D.D., Martin, C.A., Kudva, J.N., West M.N., 2004. Development of high-rate adaptive trailing edge control surface for the smart wing phase 2 wind tunnel model, Journal of Intelligent Material Systems and Structures, Cilt.15, s.279-291

Bryant, G.D., Stewart, A.W., 1963. Variable camber airfoil, US Patent N

Campanile, L.F., Anders, S., 2005. Aerodynamic and aeroelastic amplification in adaptive belt rib airfoils, Aerospace Science and Technology, Cilt.9

Chiang, C.H., 2000. Kinematic design of planar mechanisms, Krieger Publishing Company, s.51-172

Daynes, S., Weaver, P., Potter, K., 2010. Device Which Is Subject to Fluid Flow, US Patent No.

Eckhardt, H.D., 1998. Kinematic design of machines and mechanisms, McGraw-Hill, s.377-387

Elzey D.M., Soa A.Y.N., Wadley H.N.G., 2005. A bio-inspired, high-authority actuator for shape morphing structures, Smart Structures and Materials 2003: Active Materials: Behavior and Mechanics, Proceedings of SPIE Cilt.5053

Friswell, M.I., 2012. Hierarchical models of morphing aircraft, 19th International Conference on Adaptive Structures and Technologies, Nanjing, Çin, 11-13 Ekim

Gilbert, W.W., 1981. Mission adaptive wing system for tactical aircraft, AIAA 80-1886R, Cilt.18, Temmuz

Hetrick, H.M., S., Ervin, G.F., 2013. Compliant structure design of varying surface contours, US Patent No. 8,418,966, 16 Nisan

Joo, J.J., Sanders, B., Johnson, T., Frecker, M.I., 2006. Optimal actuator location within a morphing wing scissor mechanism configuration, Smart Structures and Materials 2006: Modelling, Signal Processing, and Control, edited by Lindner, D.K., Proceedings of SPIE Cilt.6166

Mabie, H.H., Reinholtz, C.F., 1987. Mechanisms and dynamics of machinery, Fourth edition, John Wiley and Sons Company, Kanada

Martin P.J., 2007. Burmester curve and numerical motion generation of Grashof mechanisms with perimeter and transmission angle optimization in Mathcad, M.S. Thesis, New Jersey Institute of Technology, Ocak

Norton, R.L., 2004. Design of machinery an introduction to the synthesis and analysis of mechanisms and machines 3rd edition, McGraw-Hill

Morphing air vehicle concepts, UVW2010, International Unmanned Vehicle Workshop, ul, Türkiye, 10-12 Haziran

Parker, H.F., 1920. Variable camber rib for aeroplane wings, US Patent No. 1,341,758, 1 Haziran

Perkins, Reed, Havens, 2004. Adaptive wing structures, Smart Structures and Materials 2004: Industrial and Commercial Applications of Smart Structures Technologies, edited by Anderson, E.H., Proceedings of SPIE Cilt.5388, Bellingham

Ramrkahyani, D. S., Lesieutre, G. A., Frecker, M., Bharti, S., 2004. Aircraft structural morphing using tendon actuated compliant cellular trusses, 45th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics & Materials Conference, Palm Springs, California, 19-22 Nisan

Reed, J.L., Hemmelgarn, C.D., Pelley, B.M., Havens, E., 2005. Adaptive wing structures, Smart Structures and Materials 2005: Industrial and Commercial Applications of Smart Structures Technologies, edited by White, E.V., Proceedings of SPIE Cilt.5762, Bellingham

Ricci S., 2008. Adaptive camber mechanism for morphing experiences at DIA-Polimi, Advanced course on morphing aircraft, Mechanisms a

UHUK-2016-019

11

Sandor, G.N., Erdman, A.G., 1984. Advanced mechanism design: Analysis and synthesis, Prentice-Hall, INC., New Jersey

Shigley, J.E., Uicker, J.J., 1981. Theory of machines and mechanisms, International edition, McGrawHill, Singapur

Sofla, A.Y.N., Meguid, S.A., Tan, K.T., Yeo, W.K., 2010. Shape morphing of aircraft wing: Status and challenges, Materials and Design, Cilt.31

Söylemez, E., 2000. Makine teorisi-

Wilson, C.E., Sadler, J.P., 1993. Kinematic and dynamics of machinery, 2nd edition, HarperCollins College Publishers, New York

Woods, B.K.S., Bilgen, O., Friswell, M.I., 2014. Wind tunnel testing of the fishbone active camber morphing concept, Journal of Intelligent Ma

Üniversitesi -

Zapel, E.J., 1978. Variable camber trailing edge for airfoil