Kompozit rüzgar türbin kanadı tasarımı ve analizi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Ferhat Özmen
Danışman: Ramazan Karakuzu
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, rüzgar türbini kanatlarının spar kepleri üzerinde delaminasyona sebep olan durumların ne tür koşullar altında ve nasıl başladığı incelenmiştir. Çalışma iki bölümden oluşmaktadır. İlk bölümde, farklı cam elyaf dizilimine sahip laminatlardan oluşturulmuş RÜZGEM 5-m rüzgar türbini kanadının spar keplerinde, yapışkan ayrılma hasarının ve hasar modlarının incelenmesi yapılmıştır. İkinci bölümde ise tamamen tek yönlü cam elyaftan oluşturulmuş DTU 10 MW rüzgar türbini kanadının spar kepi üzerinde, burkulma modlarının delaminasyona nasıl yol açtığı araştırılmıştır. Her iki kanat türü de MSC Apex/Nastran ve MSC Marc/Mentat üzerinden analiz edilmiş ve daha önceden yapılmış olan makale çalışmalarından elde edilen verilerle doğrulanmıştır. MSC Cradle ile kanatlardaki basınç dağılımları akış analizleriyle simüle edilmiş ve elde edilen verilerle yapısal analiz sonuçları desteklenmiştir. Hasar analizi incelemesinde, Puck kriteri ve CZM yöntemlerine ek olarak çatlak başlatıcı ve VCCT yöntemleri de eklenmiş ve karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Delaminasyon oluşması beklenen bölgelerde lokal burkulma modları incelenerek yapısal dayanıma etkileri araştırılmıştır. Bası gerilmelerinin ve toplam şekil değiştirme enerjisi yoğunluğunun çatlak oluşumuna etkisi ile asal gerilmelerin modelde oluşan deformasyona olan etkileri incelenmiştir. Çatlak varlığının, delaminasyona ve yapısal yıkıma etkileri hakkında önemli bulgular paylaşılmıştır. Kontak ilişkisinde yapışkan kırılma özelliğinin (Gluebreaking) varlığının simülasyon sonuçlarına olumlu etkisi tespit edilmiştir. CZM yöntemi yerine VCCT yönteminin tercih edilmesinin avantajları da açıklanmıştır.