محمدسام فضل اولي

Structural Design an‎d analysis of composite propeller blade for light aircraft

در اين پژوهش، تحليل استاتيكي و ارتعاشي ملخ‌هاي كامپوزيتي تحت شرايط محيط‌كار صورت گرفته‌است. با توسعه مواد مركب در ساليان اخير كاربردهاي آن در صنعت هوافضا گسترده‌ تر از قبل شده‌است. پارامترهايي همانند نسبت استحكام به وزن بالا و انعطاف‌پذيري در فرآيند ساخت، استفاده از اين مواد در ملخ‌هايي با هسته آلومينيوم و چوب افزايش داده‌است. با مرور مباني‌نظري مواد مركب و ملخ هواپيما، پارامترها و نيروهاي موثر براي هر يك ارائه گرديد. همچنين، هندسه ملخ موردنظر با بررسي يك مدل موجود در صنعت طراحي شد. در ابتدا، مدلي با هسته چوبي و پوسته شيشه‌اپوكسي تنها با اعمال نيروي گريز از مركز بررسي شده و مقادير وزن، تنش، جابجايي كل و مودهاي فركانس طبيعي آن با درصد خطاي پانزده‌درصد مورد مطالعه قرار گرفت. در ادامه، براي مدلي آلومينيومي بدون پوسته تقويت‌كننده تحت بارهاي گريز از مركز و تراست مقادير وزن، تنش فن‌مايسس، جابجايي كل و مودهاي فركانس طبيعي آن با درصد خطاي ده‌درصد مورد بررسي قرار گرفته‌است. در ادامه، جهت كاهش وزن اين مدل و بهبود عملكرد مكانيكي آن در برابر عيوب متداول در ملخ‌هاي آلومينيومي همانند پديده خستگي، از ماده چوب به عنوان جايگزين استفاده شد. با تعريف چوب به عنوان يك ماده ارتوتروپيك و كاهش سفتي در راستاي بارگذاري، مدل موردنظر دچار واماندگي شد. بنابراين، از الياف تك‌جهته و دوجهته به جهت تقويت هسته چوبي استفاده شده و پارامترهاي وزن، توزيع تنش، جابجايي كل و معيارهاي واماندگي از جمله تساي‌وو براي پوسته، نسبت استحكام به تنش در راستاي قرارگيري براي هسته، به همراه مودهاي فركانس طبيعي براي هريك مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج نشان مي‌دهد كه انتخاب مواد و لايه‌چيني باتوجه به اولويت‌هاي اقتصادي يا عملكرد مي‌تواند متفاوت باشد. در انتها، پيشنهاداتي براي انتخاب ماده موردنظر و لايه‌چيني داده شده است.