Aviyonik sistemlerde kullanılan lehim bağlantılarının titreşim kaynaklı yorulma incelemesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2018

Öğrenci: NAİL KAYA

Danışman: ÖMER KELEŞ

Özet:

Bu çalışmada, aviyonik sistemlerde kullanılan lehim bağlantılarının titreşim kaynaklı yorulma davranışları incelenmiştir. Lehim bağlantılarının modellenmesinde delikli baskı devre kartı teknolojisi esas alınmıştır. Sayısal yorulma incelemeleri için aviyonik sistemlerde kullanılan 24 katmanlı bir elektronik devre detaylı olarak modellenmiştir. Elektronik devreye ait baskı devre kartının mekanik özellikleri sandviç kompozit yöntemi ve sonlu elemanlar yöntemi ile belirlenmiştir. Elektronik devrenin sonlu elemanlar modeli kullanılarak sırasıyla modal analiz, frekans cevap fonksiyon analizi ve yorulma analizleri gerçekleştirilmiştir. Modal analiz sonuçları çekiç testi ile de kontrol edilmiştir. Yorulma analizlerinde frekans düzlemi kullanılmıştır. Tayf yoğunlukları zaman düzleminde toplanan ivme verilerinden elde edilmiştir. Frekans düzleminde hasar hesabı Dar Bant, Steinberg, Lalanne ve Dirlik hasar olasılık fonksiyonlarına göre yapılmıştır. Elde edilen hasarlar Miner yöntemiyle toplanmış ve lehim bağlantılarının sayısal yorulma ömürleri belirlenmiştir. Sayısal analizlere ek olarak bir deney düzeneği oluşturulmuş ve lehim bağlantılarının yorulma ömrü deneysel olarak da belirlenmiştir. Deneyler ivme tayf yoğunluklarının indirgenmiş titreşim profilleri ile gerçekleştirilmiştir. İvme tayf yoğunluklarının indirgenmesi ve test süresinin belirlenmesi de kapsamlı olarak açıklanmıştır. Sayısal ve deneysel sonuçlar incelendiğinde; lehim bağlantı bölgelerinin sayısal yorulma ömürlerinin, deneysel yorulma ömrüne yakın olduğu görülmüştür. Ayrıca lehim bağlantılarından kaynaklanan hatalı test tekrarlarının geliştirilen bu yöntemle tasarım aşamasında önlenebileceği sonucuna varılmıştır. Tasarım ve analizlerde NX CAD, MSC Patran/Nastran, NCode, Matlab ve MS Excel ticari yazılım paketleri kullanılmıştır.