Uçak gövdesi kiriş yapılarında kullanılan hafifletme deliklerinin şekil eniyilemesi

Havacılık endüstrisi için havacılık yapılarında ağırlık azaltımı her zaman çok büyük önem taşımıştır. Ana taşıyıcı havacılık yapılarında (kanat kiriş, gövde çerçeve, gövde kiriş vb.) kenarı güçlendirilmiş hafifletme deliklerinin kullanımı ağırlık azaltımı için sıklıkla kullanılan bir yöntemdir. Bu tezde, yapısal mukavemeti ve burkulma stabilitesi ihlal edilmeden, T-625 Özgün Helikopter'in üst gövdesinde yanal olarak konumlanmış metalik gövde kirişinde bulunan hafifletme deliklerinin şekli eniyilenmiştir. İstenilen yanıtlar hesapsal maliyeti yüksek olan sonlu elemanlar analizleriyle elde edildiği için vekil model tabanlı eniyileme yaklaşımı kullanılmıştır. Vekil modeller maksimum von Mises gerilme değeri, minimum burkulma özdeğeri ve yapısal ağırlık için oluşturulmuştur. Çoklu başlangıç noktası yaklaşımı ile birlikte MATLAB'ın kısıtlı doğrusal olmayan çok değişkenli eniyileme fonksiyonu kullanılmıştır. Kiriş üzerindeki deliklerin özdeş olduğu durum ile kiriş merkezinden geçen eksene göre simetrik oldukları durum ayrı ayrı incelenmiştir. Sonuç olarak sözkonusu yapının ağırlığı yapısal dayanım ve stabiliteden feragat etmeden ilk tasarıma göre özdeş delikli eşit aralıklı durumda %8.69, özdeş olmayan delikli farklı aralıklı durumda ise %10.5 kadar azaltılmıştır. Özdeş delikli eşit aralıklı problemin çözümü olarak elde edilen eniyilenmiş tasarımda deliklerin dairesellikten çok fazla uzaklaşmadığı, dikey eksende daralırken yatay eksende genişledikleri görülmüştür. Özdeş olmayan delikli farklı aralıklı problem için ise elde edilen eniyilenmiş tasarımda merkezden uca ilerledikçe delik şekillerinde daireselleşme görülmektedir, bunun sebebi uç deliklerde gözlemlenen gerilme yığılmasının azaltılmasıdır. Son olarak ağırlık azaltımını destekleyecek şekilde merkez delik hariç diğer deliklerde yatay yarıçapın üst sınıra dayandığı gözlenmiştir.