. 127 7-2- نتیجه گیری.. 127 7-2-1- تحلیل تنش…. 127 7-2-2- تحلیل آیروالاستیک… 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: مجموعه ­ای از بارهای وارده به هواپیما 31 شکل3-2: تعادل پروازی هواپیما 32 شکل3-3: نمونه ­ای 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 قسمت ­های 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 شکل 6-6: تنش­های عمودی و برشی ماکزیمم در دنده­های عرضی ریشه و محل شکستگی بال 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 زاویه­ های 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 شکل 6-19: جابجایی عمودی بال برای تیرک طولی با سطح مقطع A1= 12551.271 mm2. 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 شكل 6-25: مقایسه سرعت فلاتر بر حسب زاویه عقب­گرد برای نسبت­های متفاوت TR (=10 λ) 114 شكل6-26: مقایسه فرکانس فلاتر بر حسب زاویه عقب­گرد برای نسبت­های متفاوت TR (=10 λ) 115 شكل6-27: مقایسه سرعت فلاتر بر حسب نسبت مخروطی برای زوایای عقب­گرد مختلف (=10 λ ) 116 شكل6-28: مقایسه فرکانس فلاتر بر حسب نسبت مخروطی برای زوایای عقب­گرد مختلف (=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 می ­آید و این قسمت از هواپیما را معمولا قبل از بدنه، دم و دیگر اجزای هواپیما طراحی می­ کنند. 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 می­ شود. 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 زمینه ­های 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. در زمینه آیروالاستیسیته سازه­های هوایی نیز تحقیقات زیادی انجام شده است. فلاتر سازه‌های هوایی مساله‌ای بسیار قدیمی است و کتاب‌های بسیاری در این زمینه چاپ شده است[3-5، 26 و 27]. اولین مطالعات بر روی مساله فلاتر در سال 1916 توسط لانچستر[16] و همکارانش در جریان جنگ جهانی اول در مورد مسائل فلاتر بمب افکن هندی پاگ[17] انجام گرفته است[4]. یکی از اولین مطالعات انجام گرفته در مورد آیروالاستیسیته بال هواپیما مقاله­ای از گلند[18] بود که سرعت فلاتر یک بال یک سر درگیر و یکنواخت را بدست آورد[28]. در بسیاری از مقالات مطالعه رفتار آیروالاستیک یک بال یکنواخت و مستقیم تحت بارگذاری ناپایا ارائه شده است[29]. هاسنر[19] و استین[20] فلاتر یک بال با زاویه عقب­گرد را در رژیم جریانی مادون صوت بررسی کردند[30]. پاتیل[21] و هاجز[22] رفتار غیرخطی یک تیر یک سر درگیر را مورد بررسی قرار دادند[31]. گرن[23] و لیبرسکیو فلاتر و واگرایی یک بال پیشرفته بازاویه عقب­گرد را که جرم­های متمرکز در طول و نوک خود حمل می­ کند، تحت بارگذاری ناپایا بدست آورده و مورد بررسی قرار دادند[32]. کوین[24] و لیبرسکیو ناپایداری آیروالاستیک یک بال هواپیما را در جریان تراکم ناپذیر مورد بررسی قرار داده­اند. آن­ها بال را مانند تیر جدار نازک مواد مرکبی ناهمسانگرد مدل کرده و سرعت فلاتر را تعیین کردند[33]. حدادپور و فیروزآبادی ناپایداری فلاتر بال هواپیما بدون اثر زاویه عقب­گرد را در یک جریان مادون صوت تحت اثر نیروهای ناپایا و شبه پایا بررسی کرده ­اند[34]. معادلات خطی دینامیکی برای بال انعطاف پذیر تحت مانور صعود با زاویه عقب­گرد با اثر تغییر فرم برشی بال توسط فاضل­زاده و همکارانش استخراج شده و سرعت فلاتر تحت بارگذاری ناپایا بررسی شده است[35]. رشیدی و فاضل­زاده تاثی خرید اینترنتی فایل متن کامل : ر مدل بارگذاری شبه پایا و ناپایا و زاویه عقب­گرد بر سرعت فلاتر بال هواپیما را مورد بررسی قرار دادند[36]. فاضل­زاده و همکارانش تاثیر مانور غلتشی بر ناپایداری استاتیکی و دینامیکی یک بال یک سر درگیر را بررسی کردند[37]. مزیدی و همکارانش تاثیر موتور بر فلاتر بال هواپیما تحت مانور غلتشی را بررسی کردند[38]. مزیدی و همکارانش تاثیر موتور با نیروی پیشران زمانمند بر پاسخ آیروالاستیک یک بال را بررسی کردند[39]. پنگ[25] و همکارش در سال 2012 با درنظر گرفتن بالک در انتهای بال هواپیمای مسافربری، تاثیر این بالک بر روی سرعت و فرکانس فلاتر را مورد مطالعه قرار دادند[40]. بیبین[26] و همکارانش در سال 2012 با مدل­سازی بال بدون شکستگی متشکل از تیرک­های طولی و تیغه­های عرضی، تحلیل تنش و فلاتر را برای این نوع بال در نرم­افزار اجزای محدود انجام دادند[41].