دانشگاه شیراز

دانشکده مهندسی مکانیک

بخش: مکانیک جامدات

مهندسی مکانیک – طراحی کاربردی

عنوان پایان نامه:

مدل­سازی و تحلیل سازه­ای بال هواپیمای تجاری

Structural Modeling and Analysis of Commercial Aircraft wing

استاد راهنما:

دکتر سید احمد فاضل زاده

چکیده

مدل­سازی و تحلیل سازه­ای بال هواپیما یکی از مهمترین مراحل طراحی هواپیمای تجاری می­باشد. بال نه تنها از دیدگاه آیرودینامیکی بلکه از دیدگاه سازه­ای یکی از بحرانی­ترین اجزای هواپیما است. بال هواپیما به نحوی طراحی می­شود که ضمن ایجاد نیروی برآی مناسب کمترین نیروی پسا را موجب شود. سازه بال از اجزایی مانند پوسته، دندانه­های عرضی و تیرک­های طولی تشکیل شده است. در این پایان نامه، بال هواپیما در نرم افزار CATIA V5 مدل­سازی شده است. سپس تحلیل استاتیکی و ارتعاش آزاد سازه بال جهت محاسبه تنش و تغییر مکان انجام شده است. تنش و تغییر مکان با استفاده از نرم افزار المان محدود ABAQUS.6.10 برای محاسبه ضریب اطمینان سازه محاسبه شده­اند. همچنین اثرات آیروالاستیک نیز بررسی شده است.

در تحلیل استاتیکی، تاثیر پارامترهای طراحی شامل: زاویه قرارگیری دندانه­های عرضی، سطح مقطع تیرک­های طولی، موقعیت مخازن سوخت و ضریب بار حدی مانور بررسی شده است. همچنین مدل سازه­ای بر مبنای تئوری تیر اولر- برنولی با استفاده از اصل همیلتون استخراج شده است و مدل آیروالاستیک تحت تاثیر بارگذاری شبه پایا توسعه داده شده است. همچنین با بکارگیری روش گالرکین معادلات حرکت به فرم استاندارد در فضای حالت تنظیم شده و با استفاده از روش مقادیر ویژه، فرکانس و سرعت فلاتر بدست آمده است.

واژه­های کلیدی: تحلیل استاتیکی، ارتعاش آزاد، روش المان محدود، روش گالرکین، سرعت و فرکانس فلاتر

فصل 1: مقدمه و تاریخچه

1-1- پیشگفتار. 2

1-2- تاریخچه. 3

1-3- هدف پایان نامه. 6

1-4- محتویات پایان نامه. 6

فصل 2: ساختمان بال و مواد سازنده

2-1- مقدمه. 9

2-2- پیکربندی بال.. 10

2-2-1- انواع بال.. 10

2-2-2- جایگاه و شکل بال.. 11

2-3- اجزای تشکیل دهنده بال.. 12

2-3-1- تیرک­های طولی بال.. 13

2-3-2- تیغه یا دنده­های عرضی.. 15

2-3-3- اجزای طولی تقویت کننده. 16

2-3-4- اجزای تقویت کننده و استحکام بخش…. 16

2-3-5- پوسته بال.. 16

2-4- پارامترهای هندسی بال.. 16

2-4-1- نسبت منظری.. 16

2-4-2- نسبت مخروطی.. 17

2-4-3- زاویه عقب­گرد. 18

2-4-4- زاویه دایهدرال یا هفتی.. 18

2-4-5- پیچش بال.. 19

2-5- سطوح کنترلی بال.. 20

2-5-1- شهپر. 20

2-5-2- کاهنده برآ 21

2-6- مواد سازنده اجزای هواپیما 24

2-6-1- خواص مواد پرکاربرد در هواپیما 25

فصل 3: بارگذاری

3-1- مقدمه. 29

3-2- ضریب بار. 31

3-2-1- ماکزیمم ضریب بار مانور. 32

3-2-2- ضریب بار ناشی از جریان ناگهانی هوا 34

3-3- بارهای حدی و نهایی.. 35

3-4- معیارهای طراحی سازه. 36

3-5- خواص جوی.. 37

3-6- طراحی بارهای ناشی از سوخت و روغن.. 38

3-7- پوش مانور پروازی.. 40

3-7-1- نیروهای ناشی از تندباد و تلاطم.. 42

3-8- بارگذاری سازه بال مطابق با استاندارد FAR 25.. 42

3-8-1- کلیات.. 43

3-8-2- بارهای پروازی.. 45

3-8-3- بارهای مکمل.. 48

3-8-4- بارهای سطوح کنترلی و بارهای سیستمی.. 48

3-8-5- بارهای زمینی.. 49

3-8-6- بارهای ناشی از خستگی و خوردگی.. 49

فصل 4: تئوری

4-1- تحلیل استاتیکی.. 51

4-2- تعیین فرکانس­های طبیعی و شکل مودها 51

4-2-1- روش اجزای محدود. 52

4-2-2- روش تفاضل محدود. 55

4-2-3- روش المان مرزی.. 55

4-3- تحلیل دینامیکی در نرم افزار اجزای محدود. 55

4-3-1- تحلیل با استفاده از مقادیر ویژه. 56

4-3-2- تحلیل پاسخ فرکانسی خطی.. 57

4-3-3- تحلیل پاسخ گذرای خطی.. 58

4-4- مبانی آیروالاستیسیته استاتیکی و دینامیکی.. 60

4-4-1- پدیده­های آیروالاستیک استاتیکی.. 61

4-4-2- پدیده­های آیروالاستیک دینامیکی.. 65

4-4-3- روش حل و تحلیل رفتار دینامیکی.. 78

فصل 5: مدل­سازی کامپیوتری

5-1- مقدمه. 82

5-2- مدل­سازی بال.. 82

5-3- سیستم سوخت در هواپیما 85

5-3-1- تعیین محل دقیق مخازن سوخت… 86

5-4- تحلیل سازه­ای.. 87

5-5- مدل بارگذاری.. 89

فصل 6: شبیه سازی عددی و ارائه نتایج

6-1- مقدمه. 94

6-2- اعتبارسنجی مدل سازه­ای.. 94

6-3- تحلیل استاتیکی.. 95

6-3-1- تحلیل تنش برای ضریب بارهای مختلف… 95

6-3-2- بررسی زاویه نصب دنده­های عرضی.. 103

6-3-3- بررسی سطح مقطع تیرک طولی.. 106

6-3-4- تحلیل سوخت… 108

براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد 

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: