تحلیل ارتعاشی بال هواپیما و بررسی تاثیر افزایش تعداد لایه های کامپوزیت بر پارامترهای بهینه سازی بال هواپیما

در سازه های هوایی توجه به چالش هایی همزمان نظیر کاهش وزن و افزایش مقاومت سازه در برابر ارتعاشات هم واره موردتوجه طراحان سازه قرارگرفته است. در سال های اخیر با توجه به مطرحشدن استفاده از کامپوزیت ها با توجه به وزن پایین و خواص استحکامی بالاتر آن ها نسبت با مواد همگن رایج مورداستفاده در صنایع هوایی ازجمله آلیاژهای آلومینیومی، ایده جایگزین کردن قسمت های مختلف بال هواپیما با مواد کامپوزیتی موردتوجه طراحان سازه قرارگرفته است. در این پژوهش، تحلیل و بهینه سازی بال هواپیما که دارای اجزای داخلی ازجمله اسپار، استرینگر و ریب بوده و به عنوان یکی ازقسمت های مهم هواپیما که تحت بارهای استاتیکی و دینامیکی قرار دارد موردبررسی قرارگرفته است. در ادامه بررسی تاثیر افزایش تعداد لایه های کامپوزیتی بر روی نتایج ارتعاشاتی بال با استفاده از نرم افزار آباکوس موردبررسی قرارگرفته است. به جهت بررسی تاثیر جایگزین کردن جنس کامپوزیتی بجای آلومینیومی در بال، یک بال هواپیمای تجاری PA-۳۸ به عنوان نمونه مطالعاتی در نظر گرفته شده است. بال در دو حالت یعنی بال با پوسته تماما آلومینیومی و سپس بال با پوسته کامپوزیتی با بررسی اثر افزایش تعداد لایه های کامپوزیت بکار برده شده بر رفتار ارتعاشاتی بال موردبررسیقرارگرفته است. نتایج نشان دهنده افزایش مقاومت بال کامپوزیتی در قیاس با بال مشابه آلومینیومی در برابر بارگذاری های ناخواسته ارتعاشاتی می باشد. با افزایش تعداد لایه های کامپوزیت خرابی در مودهای ارتعاشی کمتر شده است و همچنین در صورت جایگزینی کامپوزیت با آلومینیوم، ۶۵ درصد جرم سازه بال بهبود خواهد یافت که برای طراحان سازه های هوایی این کاهش جرم بسیار مهم است

کلیدواژه ها:

باهواپیما ، تحلیل ارتعاشاتی ، کامپوزیت ، بهینه سازی ، روش اجزاء محدود