تاثیر جهت گیری فیبرها بر ارتعاشات پروانه کامپوزیتی

پروانه یکی از مهمترین اجزای سیستم رانش یک شناور است که وظیفه اصلی آن ایجاد نیروی رانش مناسب جهت پیشروی شناور در دریا است.طراحی پره پروانه و نهایتا پروانه دریائی مناسب یکی از مهمترین کارهای یک مهندس آرشیتکت کشتی است. با توجه به اینکه درخواست هایعملکرد خوب پروانه، قدرت پروانه، ایجاد سرو صدای کم توسط پروانه و کاهش ارتعاشات پروانه رو به افزایش است بنابراین طراحی پروانهپیچیدگی خاص خود را دارد. در این مقاله ما به بررسی تاثیر زاویه لایه گذاری در ارتعاشات پروانه می پردازیم.در کار حاضر پره پروانه ابتدا بهصورت تیر یک سر گیر دار مدل شد و سپس مدلسازی به کمک ورق کلاسیک انجام گرفت. روابط حرکت برای تیر،ورق و صفحه کامپوزیتی استخراج گردید. ارتعاشات پره پروانه دریایی که از مواد کامپوزیتی تشکیل شده به کمک روش گالرکین مورد حل و آنالیزقرار گرفت و برای دقت بالا، روابط به کمک دستور متلب حل شدند. طراحی بهینه پروانه کامپوزیتی برای ارتعاشات آزاد و اجباری برای اهدافطراحی انجام شد. فقط لایه گذاری های متقارن مدنظر قرار گرفت. نتایج نشان میدهد که ترتیب لایه گذاری مناسب در پروانه کامپوزیتی عملکردآن را در مقایسه با پروانه فلزی بهبود می بخشد. در این کار اثر پارامترهای متفاوتی مثل تغییر نسبت عرض به طول، ضخامت، انحنا، تعداد لایه ها،زاویه لایه گذاری و غیره روی ارتعاش پره و پروانه، خمش و پیچش بررسی شد. یکی از متغیرهای مستقل برای ارزیابی وسایل داخل آب، ارزیابیخصوصیات شکل مد و فرکانس طبیعی آنها است. در کار حاضر شکل پره پروانه مثل صفحه یکسر گیردار در نظر گرفته شده است. خواص ارتعاشپروانه برای زوایای مختلف لایه گذاری انجام شد. علاوه بر اینکه پروانه های کامپوزیتی سبکتر و نیاز به نگهداری کمتری دارند، از نتایج واضح وروشن است که با انتخاب صحیح تعداد لایه ها و زاویه لایه گذاری ، فرکانس های طبیعی پروانه های کامپوزیتی خیلی بهتر و مناسبتر از نوع فلزیهستند و می توانند بهتر از نوع فلزی کار کنند.

کلیدواژه ها:

ارتعاشات ، پروانه دریایی ، خمش و پیچش ، کامپوزیت