تحلیل استحکامی و فرکانس طبیعی یک ربات زیرآبی کنترل از راه دور (ROV) در هوا و آب جهت کاوش در اعماق دریا

در این مقاله با هدف طراحی یک رونده زیرسطحی کنترل از راه دور جهت جستجو و بازرسی از اعماق دریا، با استفاده از نرم افزار ABAQUS تحلیل تنش و فرکانس طبیعی در خشکی و در زیرآب انجام شده است. برای ایجاد استحکام و شناوری از مواد با استحکام بالا و وزن پایین استفاده شده است تا ربات قابلیت شناوری در شرایط مختلف را داشته باشد. با استفاده از تحلیل فرکانس طبیعی در زیرآب با در نظر گرفتن خواص آکوستیکی سیال آب، تغییرات فرکانس طبیعیROV  مورد تحلیل قرار گرفته است. برای این منظور از تحلیل آکوستیک در نرم افزار ABAQUS  استفاده شده و اثرات جرم افزوده در مودهای مختلف ارتعاش وسیله بررسی شده است. نتایج تحلیل تنش ROV نشان دهنده استحکام ربات زیرآبی در شرایط مرزی بحرانی در زیرآب در اثر نیروهای هیدرواستاتیک و درگ می باشد. در تحلیل فرکانس طبیعی با در نظر گرفتن خواص آکوستیک سیال نشان داده شده است که در مودهای فرکانسی بالاتر، اثر سیال اطراف کمتر شده و میزان جرم افزوده آن در فرکانس های بالا کاهش می یابد. برای تحلیل سیال اطراف سازه، ابعاد سیال تا جایی که افزایش آن دیگر تغییری بر روی فرکانس های سازه ایجاد نکند و فرکانس های به دست آمده همگرا شوند افزوده شده است که حدود 5 برابر ابعاد وسیله در زیرآب است. در این تحقیق نشان داده شد که به خاطر اثرات جرم آب، فرکانس طبیعی وسیله تا 40 درصد کاهش خواهد داشت.

کلیدواژه ها:

چهارچوب ربات زیرآبی ، فشار هیدرواستاتیک ، فرکانس طبیعی ، آکوستیک سیال ، جرم افزوده