. 127

 

7-2- نتیجه گیری.. 127

 

127

 

128

 

7-3- ارائه پیشنهاد. 128

 

 

 

فهرست شکل­ها

 

 

 

شکل2-1: اجزای سازنده بال.. 9

 

شکل2-2: محل نصب و شکل بال.. 11

 

شکل2-3: انواع هواپیما از جهت محل عمودی نصب بال.. 12

 

شکل2-4: نامگذاری اجزای بال.. 12

 

شکل2-5: اجزای تشکیل دهنده تیرک طولی.. 13

 

شکل2-6: انواع رایج تیرک­های طولی.. 14

 

شکل2-7: انواع بال بر اساس نسبت مخروطی.. 17

 

شکل2-8: زوایای دایهدرال و انهدرال.. 19

 

شکل2-9: اثر زاویه دایهدرال در پایداری عرضی.. 19

 

شکل2-10: سطوح کنترلی بال.. 20

 

شکل2-11: ایجاد غلتش در هواپیما به وسیله کاهنده برآ 23

 

شکل2-12: کاربرد مواد مختلف در نمونه هواپیمای مسافربری.. 27

 

شکل3-1: مجموعه­ای از بارهای وارده به هواپیما 31

 

شکل3-2: تعادل پروازی هواپیما 32

 

شکل3-3: نمونه­ای از بارهای وارده به بال هواپیما بر حسب مسیر پروازی.. 33

 

شکل3-4: نیروی وزن و برآی وارده به هواپیما 38

 

شکل3-5: اثرات توزیع سوخت بر خمش بال.. 40

 

شکل3-6: دیاگرام V-n برای هواپیمای مسافربری.. 41

 

شکل4-1: نمایش پاسخ فرکانسی مختلط.. 57

 

شکل 4-2: مسائل مطرح شده در آیروالاستیسیته. 61

 

شكل4-3: مدل تیر برای بال یک بعدی.. 63

 

شکل4-4: بررسی پایداری سیستم از روی پاسخ­های آن.. 70

 

شکل4-5: مدل آیروالاستیک مقطع بال.. 72

 

شکل4-6: نمودار قسمت­های حقیقی و موهومی نسبت به سرعت 75

 

شکل4-7: اثر میرایی سازه­ای در یافتن سرعت فلاتر. 77

 

شکل 5-1:  نقشه بال ایرباس320.. 83

 

شکل5-2: مکان قرارگیری تیرک­های طولی.. 84

 

شکل5-3: نمای شماتیک بال طراحی شده. 85

 

شکل5-4: چند حالت مختصات هندسی مخزن سوخت در بال در مقایسه با میزان آزادی بال از زیر بار گشتاور خمشی   85

 

شکل5-5: نمای کلی محل و قسمت بندی مخازن سوخت در هواپیمای ایرباس 320.. 87

 

شکل5-6: مراحل تحلیل یک مدل در نرم افزار Abaqus. 88

 

شکل5-7: توزیع نیروی برآ و توزیع بار ناشی از وزن سوخت… 90

 

شکل6-1: دو حالت متفاوت برای اعتبارسنجی مدل سازه­ای.. 94

 

شکل 6-2: جابجایی عمودی بال بر حسب تعداد گره­ها 96

 

شکل6-3: کانتور تنش فون مایسز در تیرک­های طولی برای n=2.5.. 97

 

شکل6-4: کانتور تنش فون مایسز در دنده­های عرضی بال برای n=2.5.. 97

 

شکل6-5: کانتور تنش در دنده­های عرضی ریشه، شکستگی و نوک بال برای n=2.5.. 98

 

برای n=2.5.. 99

 

شکل6-7: کانتور تغییر مکان عمودی بال در حالت­های مختلف پروازی.. 100

 

شکل 6-8: تغییرات تنش در طول بال در تیرک طولی جلویی برای سه حالت پروازی مختلف… 101

 

شکل 6-9: تغییرات تنش در طول بال در تیرک طولی پشتی برای سه حالت پروازی مختلف… 101

 

شکل6-10: تغییرات ضریب اطمینان در طول بال در تیرک طولی جلویی.. 102

 

شکل6-11: تغییرات ضریب اطمینان در طول بال در تیرک طولی پشتی.. 102

 

شکل 6-12: نمایش قرارگیری دنده­های عرضی بال با زاویه­های نصب مختلف… 103

 

شکل 6-13: تاثیر حالت­های متفاوت دنده­های عرضی بر توزیع تنش در ریشه بال.. 104

 

شکل 6-14: جابجایی نوک بال برای حالت­های متفاوت زاویه نصب دنده­های عرضی.. 104

 

شکل 6-15: توزیع تنش فون مایسز در راستای طول بال در تیرک جلویی برای حالت­های متفاوت زاویه نصب دنده­های عرضی   105

 

شکل 6-16: جابجایی بال در راستای طول بال.. 105

 

شکل 6-17: توزیع تنش در ریشه بال برای سطح مقطع متفاوت تیرک­های طولی.. 106

 

شکل 6-18: جابجایی نوک بال برای تیرک­های طولی با سطح مقطع متفاوت.. 107

 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

 

. 107

 

شکل 6-20: توزیع تنش در طول بال در تیرک جلویی برای حالت­های متفاوت مصرف سوخت… 109

 

شکل 6-21: جابجایی در طول بال برای حالت­های متفاوت مصرف سوخت… 109

 

شکل6-22: همگرایی فرکانس اول بر حسب تعداد گره­ها 110

 

شکل 6-23: مودهای فرکانسی بال.. 112

 

شكل6-24: نمایش محور الاستیک و سطح مقطع تیر مخروطی.. 113

 

(=10 λ) 114

 

(=10 λ) 115

 

(=10  λ ) 116

 

(=10 λ) 116

 

شكل6-29: مقایسه سرعت فلاتر برحسب زاویه عقب­گرد برای نسبت­های متفاوت λ و TR=0.. 117

 

شكل6-30: مقایسه فرکانس فلاتر برحسب زاویه عقب­گرد برای نسبت­های متفاوت λ و TR=0.. 117

 

شكل6-31: مقایسه سرعت فلاتر برحسب زاویه عقب­گرد برای نسبت­های متفاوت λ و TR=0.8.. 118

 

شكل6-32: مقایسه فرکانس فلاتر برحسب زاویه عقب­گرد برای نسبت­های متفاوت λ و TR=0.8.. 118

 

شكل6-33: مقایسه سرعت فلاتر برحسب نسبت مخروطی برای نسبت­های متفاوت λ و Λ=0.. 119

 

شكل6-34: مقایسه سرعت فلاتر برحسب نسبت مخروطی برای نسبت­های متفاوت λ و Λ=45.. 119

 

شكل6-35: بال طراحی شده در نرم افزار CATIA… 120

 

شكل6-36: سیستم­های مختصات و سطح مقطع بال دارای شکستگی.. 121

 

شكل6-37: تغییرات ممان اینرسی و ممان اینرسی قطبی نسبت به فاصله از ریشه بال.. 122

 

شكل6-38: تغییرات سرعت فلاتر نسبت به زاویه عقب­گرد برای ارتفاع­های پروازی متفاوت.. 123

 

شکل6-39: تغییرات سرعت فلاتر نسبت به افزایش ارتفاع به ازای زوایای عقب­گرد متفاوت.. 124

 

شکل6-40: تغییرات سرعت فلاتر نسبت به ? به ازای زاویه عقب­گرد23.4 =Λ… 124

 

فهرست جدول­ها

 

 

 

جدول2-1: کاربرد مواد مرکب در هواپیماهای پیشرفته. 26

 

جدول 2-2: فواید و معایب استفاده از مواد مرکب… 27

 

جدول3-1: متوسط ضریب بار انواع هواپیما 32

 

جدول4-1: نوع حرکت و مشخصه­های پایداری برای مقادیر مختلف  و ….. 70

 

جدول5-1: مشخصات بال طراحی شده. 84

 

جدول5-3: خصوصیات المان­های به کار برده شده Abaqus. 88

 

جدول5-4: خواص مکانیکی آلومینیوم. 89

 

جدول6-1: بیشترین جابجایی برای حالت1.. 95

 

جدول6-2: بیشترین جابجایی برای حالت2.. 95

 

جدول6-3: مقایسه ماکزیمم جابجایی عمودی و تنش در المان­های جامد و پوسته­ای.. 96

 

جدول 6-4: حالت­های مختلف استفاده از مخازن سوخت… 108

 

جدول6-5: فرکانس­های طبیعی بال طراحی شده توسط تحلیل اجزای محدود. 110

 

جدول 6-6: مقایسه سرعت و فركانس فلاتر برای یک بال یکنواخت… 113

 

جدول6-7: مشخصات بال طراحی شده. 120

 

جدول6-8: سرعت و فرکانس فلاتر بال دارای شکستگی.. 122

 

جدول6-9: سرعت و فرکانس فلاتر نسبت به تغییرات  λدر ارتفاع 5182 متر. 125

 

جدول6-10: سرعت و فرکانس فلاتر نسبت به تغییرات  λدر ارتفاع 10058 متر. 125

 

پیشگفتار

 

مدل­سازی و تحلیل سازه­های مختلف هواپیماهای امروزی، از مهمترین مسائل صنعت هواپیمایی می­باشد. در اصول طراحی کلاسیک و مدرن، طراحی بال از اولین اقدامات در طراحی یک هواپیما به شمار می­آید و این قسمت از هواپیما را معمولا قبل از بدنه، دم و دیگر اجزای هواپیما طراحی می­کنند. با توجه به نقش اساسی بال در تولید نیروی برآ طراحی و تحلیل بال یکی از اساسی­ترین موضوعاتی است که یک طراح هواپیما با آن درگیر است. با توجه به اینکه سازه بال تحت مانورهای مختلف پروازی در معرض بارهای مختلف قرار می­گیرد، در اجزای مختلف این سازه تنش­های مختلفی ایجاد می­شود. برای این تحلیل، نرم افزارهای مختلفی که عملکرد آن­ها بر مبنای روش اجزاء محدود است، موجود می­باشد.

 

1-2- تاریخچه

 

از ابتدای ابداع هواپیما باتوجه به نقش اساسی بال در ساختمان هواپیما و تولید نیروی برا مطالعات و تحقیقات فراوانی بر روی بال انجام گرفته است. عموما این تحقیقات را می­توان در زمینه­های آیروالاستیسیته و بررسی پدیده فلاتر و واگرایی بال، بهینه سازی، تحلیل تنش استاتیکی و دینامیکی بال و تاثیر مواد مواد مرکب بر سایر پارامترهای طراحی بال نام برد.