Optimum design of unmanned aerial vehicles using structural optimization techniques

Abstract

Teknolojinin gelişmesi ve dünya nüfusunun hızla artması ile araçların kullanım oranı büyük ölçüde artmıştır. Sıkı karbon emisyon yasaları ile endüstriler, araçların ağırlığını azaltmak ve dolayısıyla yakıt tüketimini azaltmak için optimizasyon teknikleri kullanarak birbirleriyle rekabet eder. Bu aynı zamanda maliyetin düşmesine neden olur. İnsansız hava araçları çok popüler hale geliyor ve savunma, gözetleme, haritalama, trafik kontrolü, doğal afet arama ve kurtarma vb. alanlarda kullanılıyor. Birçok insansız hava aracı türü var ve çalışmamız için Tricopter'i seçtik. Bu çalışmada, bir Tricopter model parçası üzerinde yapısal optimizasyon yapılmıştır. Öncelikle model CATIA üzerinde oluşturulmuş ve Hypermesh üzerinde analiz edilmiş, daha sonra model topoloji optimizasyon teknikleri kullanılarak optimize edilmiştir. Elde edilen optimum tasarım, ilk tasarıma göre %14.96 hafifletilmiştir.

With the advancement of technology and the rapid increase in the world population, vehicles' usage rates have significantly increased. With strict carbon emission laws, industries compete against each other by employing optimization techniques to reduce the weight of cars, thereby reducing fuel consumption and reducing cost. Unmanned aerial vehicles are becoming very popular, and they are used in defense, surveillance, mapping, traffic control, natural disaster search and rescue, etc. There are many types of unmanned aerial vehicles, and for our study, we selected the Tricopter. In this study, structural optimization was made on a Tricopter model part. Firstly, the model was created on CATIA and analyzed on Hypermesh. Then the model was optimized using topology optimization techniques. As a result, the optimum design achieved is 14.96% lighter compared to the original design.