تحلیل ارتعاش در بال هواپیما (مدل سازی در نرم افزار آباکوس)

نتیجه:

آنالیز مودال امروزه نقش مهمی را در طراحی هواپیما ایفا می‌کند. جلوگیری از وقوع پدیده فلاتر به عنوان یک پدیده مخرب برای هواپیما، طراحان هواپیما را بر آن داشت تا آزمایش‌های اولیه فراوانی را برای جلوگیری از وقوع آن انجام دهند. با پیشرفت فناوری و کامپیوترها تحلیل و بررسی ارتعاشات بال علی‌الخصوص فلاتر توسط نرم‌افزار به امری رایج و کم‌هزینه تبدیل شد. در پژوهش حاضر، فرکانس طبیعی و شکل حالت بال هواپیما با در نظر گرفتن بال به عنوان یک پرتوی کنسول به دست آمد. مدل بال در نرم افزار آباکوس ایجاد شد. سپس مدل با اعمال شرایط مرزی مناسب برای انجام تحلیل‌های مودال عددی در نرم افزار آباکوس شبیه‌سازی شد. نتایج تحلیل مودال عددی مشخص شد که حداکثر تغییر شکل مربوط به فرکانس مد چهارم، فرکانس ۶۸٫۴۷۶ هرتز است که می تواند به عنوان فرکانس طراحی سازه بال در نظر گرفته شود. با این حال فرکانس طبیعی اصلی ساختار بال ۷٫۷۴۳۱ هرتز برای مد اول است.

فهرست مطالب

۱- مقدمه

۱-۱- مقدمه

۲-۱- آیروالاستیسیته

۳-۱- روش­های آنالیز آیروالاستیک بال

۱-۳-۱- نیروی آیرودینامیکی ناپایدار

۲-۳-۱- آیروالاستیسیته غیرخطی

۲- مروری بر پیشینه پژوهش

۱-۲- پیشینه فارسی

۲-۲- پیشینه انگلیسی

۳- رتعاش بال هواپیما

۱-۳- ساختار هواپیما

۳-۱-۱- ساختار بال هواپیما

۳-۱-۲- مواد بال و قطعات

۲-۳- ارتعاش بال هواپیما

۳-۲-۱- تحلیل ارتعاش

۳-۳- سیستم اندازه گیری پارامترهای ارتعاش بال هواپیما

۴-  تحلیل ارتعاش در نرم افزار آباکوس

۱-۴- تحلیل فرکانس طبیعی

۲-۴- نتیجه

۳-۴- منابع

۱-۳-۴- منابع فارسی

۲-۳-۴- منابع انگلیسی

منابع:

منابع فارسی:

شهریاری، بهروز و یوسفی، شهرام و صادقی نژاد نجف آبادی، محمد سهیل و شیروانی ابرقویی، علی محمد،۱۴۰۰،تحلیل ارتعاشی بال هواپیما و بررسی تاثیر افزایش تعداد لایه های کامپوزیت بر پارامترهای بهینه سازی بال هواپیما،نوزدهمین کنفرانس بین المللی انجمن هوافضای ایران،تهران.

فاضل زاده حقیقی، سیداحمد و مزیدی، عباس و رشیدی، احسان،۱۳۸۶،اثرسرعت زاویه ائی مانور غلتش بر ارتعاشات آزاد بال هواپیما با در نظر گرفتن تغییر فرم برشی،پانزدهمین کنفرانس سالانه مهندسی مکانیک،تهران.

قصابی، سیدعلی و کریمی، مهدی و محمدی، محمدمهدی و شهرآئینی، مهران،۱۳۹۴،کنترل فعال ارتعاشات اجباری بال هواپیما به کمک شبکه عصبی،همایش یافته های نوین در هوافضا و علوم وابسته،تهران.

محمدی مهر، مهدی و ذبیحی حسینی، سیدمرتضی و رضائی مهر، هادی،۱۳۹۸،تحلیل تنش و ارتعاشات بال کامپوزیتی هواپیما تحت تاثیر نیروهای خارجی با استفاده از نرم افزار اجزا محدود،بیست و چهارمین کنفرانس سالانه بین المللی انجمن مهندسان مکانیک ایران،یزد.

منصوری، سیدمحمد و فریدون نژاد، محمد،۱۳۹۶،تحلیل آیروالاستیسیته بال هواپیما با مدل سازی به صورت ریاضی،اولین کنفرانس بین المللی فناوری های نوین در علوم،آمل.ناشر تخصصی کنفرانس­های ایران (سلیویکا).

منابع انگلیسی:

Abbas, L. K., Chen, Q., O’Donnell, K., Valentine, D., & Marzocca, P. (2007). Numerical studies of a non-linear aeroelastic system with plunging and pitching freeplays in supersonic/hypersonic regimes. Aerospace Science and Technology, 11(5), 405-418.

Afonin, A. A., Sulakov, A. S., & Maamo, M. S. (2021, November). Application of optimal kalman filter to improve the accuracy of aircraft wing vibration parameters measurement system. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 2096, No. 1, p. 012182). IOP Publishing.

Amarendra, K., Rapuri, A. K., & Amarendra, K. (2016). Dynamic Analysis of A Wind Turbine Blade. Advanced Research Journals of Science and Technology (ARJST), 134, 139.

Bernelli-Zazzera, F., Mantegazza, P., Mazzoni, G., & Rendina, M. (2000). Active flutter suppression using recurrent neural networks. Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 23(6), 1030-1036.

Carrera, E., Petrolo, M., & Varello, A. (2012). Advanced beam formulations for free-vibration analysis of conventional and joined wings. Journal of Aerospace Engineering, 25(2), 282-293.

Chai, Y., Gao, W., Ankay, B., Li, F., & Zhang, C. (2021). Aeroelastic analysis and flutter control of wings and panels: A review. International Journal of Mechanical System Dynamics, 1(1), 5-34.

Demirtaş, A., & Bayraktar, M. (2019). Free vibration analysis of an aircraft wing by considering as a cantilever beam. Selçuk Üniversitesi Mühendislik, Bilim Ve Teknoloji Dergisi, 7(1), 12-21.

Ewins, D. J. (2009). Modal testing: theory, practice and application. John Wiley & Sons.

Gangil, N., Siddiquee, A. N., & Maheshwari, S. (2020). Composite Fabrication on Age-Hardened Alloy using Friction Stir Processing. CRC Press.

Gupta, A., Seiler, P. J., & Danowsky, B. P. (2016). Ground vibration tests on a flexible flying wing aircraft-invited. In AIAA atmospheric flight mechanics conference (p. 1753).

Jaworski, J. W., & Dowell, E. H. (2008). Free vibration of a cantilevered beam with multiple steps: Comparison of several theoretical methods with experiment. Journal of sound and vibration, 312(4-5), 713-725.

Kuntoji, N., & Kuppast, D. (2017). Study of aircraft wing with emphasis on vibration characteristics. Int. J Eng Res Appl, 7(4), 1-8.

Lee, K. W., & Singh, S. N. (2015). Adaptive control of multi-input aeroelastic system with constrained inputs. Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 38(12), 2337-2350.

Nirmall, T., & Vimala, S. (2016). Free vibration analysis of cantilever beam of different materials. International Journal of Applied Engineering Research, 5(4), 612-615.

Ozturk, B., & Coskun, S. B. (2013). Analytical solution for free vibration analysis of beam on elastic foundation with different support conditions. Mathematical Problems in Engineering, 2013.

Soutis, C. (2005). Fibre reinforced composites in aircraft construction. Progress in aerospace sciences, 41(2), 143-151.

Starossek, U., & Starossek, R. T. (2021). Parametric flutter analysis of bridges stabilized with eccentric wings. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 211, 104566.

Sterkenburg, R., & Wang, P. H. (2021). Standard aircraft handbook for mechanics and technicians. McGraw-Hill Education.

Sulaeman, E., Abdullah, N. A., & Kashif, S. M. (2017, March). Aeroelastic passive control optimization of supersonic composite wing with external stores. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 184, No. 1, p. 012010). IOP Publishing.

Tang, D., & Dowell, E. H. (2016). Experimental aeroelastic models design and wind tunnel testing for correlation with new theory. Aerospace, 3(2), 12.

Tang, D., Chen, L., Tian, Z. F., & Hu, E. (2018). Adaptive nonlinear optimal control for active suppression of airfoil flutter via a novel neural-network-based controller. Journal of Vibration and Control, 24(22), 5261-5272.

Tian, W., Li, Y., Li, P., Yang, Z., & Zhao, T. (2019). Passive control of nonlinear aeroelasticity in hypersonic 3-D wing with a nonlinear energy sink. Journal of Sound and Vibration, 462, 114942.

Wu, G., & Yang, J. M. (2005). The mechanical behavior of GLARE laminates for aircraft structures. Jom, 57(1), 72-79.

Zhang, W., Wang, B., Ye, Z., & Quan, J. (2012). Efficient method for limit cycle flutter analysis based on nonlinear aerodynamic reduced-order models. AIAA journal, 50(5), 1019-1028.