بهینه‌سازی ضخامت اجزای جعبه‌بال یک هواپیما با روش طراحی آزمایش‌ها | ||
| مکانیک سازه ها و شاره ها | ||
| دوره 13، شماره 1، فروردین و اردیبهشت 1402، صفحه 43-56 اصل مقاله (2.21 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله مستقل | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22044/jsfm.2023.12491.3678 | ||
| نویسندگان | ||
| بهروز شهریاری* 1؛ اصغر مهدیان2؛ مهدی شیرانی3؛ مصطفی صحرایی4؛ مجتبی اسماعیلیان5 | ||
| 1استادیار، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران. | ||
| 2دانشیار، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران. | ||
| 3کارشناسی ارشد مکانیک، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران. | ||
| 4دکتری هوافضا، شرکت صنایع هواپیماسازی ایران، اصفهان، ایران. | ||
| 5دکتری مکانیک، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران | ||
| چکیده | ||
| بهینه‌سازی سازه در صنایع هوافضا به دلیل نیاز به سازه‌های سبک جهت کاهش هزینه‌ها و افزایش عملکرد پروازی از اهمیت ویژه برخوردار است. اجزای اصلی بال هواپیما از اسپارها، ریب‌ها و پوسته تشکیل شده است. در این پژوهش ابتدا یک سازه بال دارای دو اسپار I شکل، 6 عدد ریب و پوسته با مشخصات هندسی مشخص مدلسازی شده است. با انتخاب آلیاژ آلومینیوم به عنوان جنس سازه و استفاده از روش المان محدود، سازه بال تحت بارگذاری استاتیکی قرار گرفته و مقدار بیشترین تنش و جابه‌جایی ناحیه جعبه‌بال بدست آمده است. سپس با توجه به نتایج تحلیل و قابلیت بهینه‌سازی، سازه بال جهت بهینه‌سازی ضخامت اجزا در راستای طول بال به سه قسمت تقسیم گردیده است. با تعریف ضخامت اجزای جعبه‌بال در هر سه قسمت به عنوان فاکتورها و تنش و وزن به عنوان پاسخ‌های مسئله بهینه‌سازی از طریق روش طراحی آزمایش‌ها که در این مسئله آزمایش‌ها همان تحلیل استاتیکی سازه است، ضخامت اجزای ناحیه جعبه‌بال با توجه به هدف کمترین وزن و بیشترین تنش مجاز بهینه‌سازی گردیده است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که پس از بهینه‌سازی وزن جعبه‌بال با کاهش 5/46 درصدی روبرو شده است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| سازه بال هواپیما؛ جعبه‌بال؛ تحلیل؛ بهینه‌سازی؛ طراحی آزمایش‌ها | ||
|
سایر فایل های مرتبط با مقاله
|
||
| مراجع | ||
|
[[1]] Grihon S, Mahe M (1999) Structhreal and multidisciplinary optimization applied to Aircraft desine. WCSMO-3. Buffalo, NY, USA.
[2] Balabanov V, Garcelon JH (1999) Integrating visuaidoc and genesis for multidisciplinary optimization of a transport aircraft wing. WCSMO-3. Buffalo, NY, USA.
[3] Krog L, Tucker A, Kemp M, Boyd R (2004) Stress analysis and weight optimization of a wing box structure subjected to flight loads. IJES, 3: .33-40.
[4] Guo S, Morishima R, Zhang X, Mills A (2009) Cutout shape and reinforcement design for composite C-section beams under shear load. Composite Structures, 88: 179-187.
[5] Ainswort J (2010) Airframe wingbox preliminary design and weight prediction. Collier Research Corporation, Published By The Society Of Allied Weight Engineers (SAWE) With Permission.
[6] Immanuvel D, Arulselvan K, Maniiarasan P, Senthilkumar S (2014) Stress analysis and weight optimization of a wing box structure subjected to flight loads. IJES, 3:33-40.
[7] Ferroni Soares L (2015) Structural analysis of a wing box. IRJET, 5,:23-31.
[8] Pujari C, Patil SF (2016) Stress, fatigue analysis and weight optimization of wing box with splice joint of a transport aircraft. IJERA, 3(6).
[9] سیف م (1384)، آنالیز، طراحی و بهینه‌سازی ابعادی اجزای بال هواپیما، پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک (طراحی کاربردی)، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس.
[10] بهشت‌آیین ح (1392)، مدلسازی و تحلیل سازه‌ای بال هواپیمای تجاری، پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک (طراحی کاربردی)، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز.
[11] ضامنی ا، فاضل زاده حقیقی ا (1393)، مدلسازی و تحلیل قابلیت اعتماد سازه بال هواپیما، پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک (طراحی کاربردی)، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز.
[12] سعادتی س، شهرآبادی م (1395)، ﻃﺮاﺣﻲ و ﺗﺤﻠﻴﻞ ﺑﺎل آﻟﻮﻣﻴﻨﻴﻮﻣﻲ ﻫﻮاﭘﻴﻤﺎ و ﺑﻬﻴﻨﻪﺳﺎزی آن ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖﻫﺎ، دومین همایش یافته‌های نوین در هوافضا، مکانیک و علوم وابسته، دانشگاه تهران.
[13] اسماعیلیان م (1399)، تحلیل تجربی شکل‌دهی افزایشی ورقه‌ی چندلایه فلز-پلیمر، پایان نامه مقطع دکترای مهندسی مکانیک (ساخت و تولید)، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند.
[14] خوشدست ح (1398)، طراحی و تحلیل آزمایش‌ها با رویکرد کاربردی، گروه فرآوری مواد معدنی، بخش مهندسی معدن، مجتمع آموزش عالی زرند. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,110 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,058 |
||
