طراحی بهینه جنس اسپول یک موتور مینی توربوجت تحت بارگذاری های ترمومکانیکی

سازه اسپول به عنوان زیرمجموعه ای از سازه های دوار در صنایع مختلفی نظیر صنایع مکانیک، هوافضا، نیروگاهی، هسته ای و کشتیرانی به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. از مهمترین کاربردهای سازه های دوار در صنعت هوایی، می توان به استفاده در انواع موتورهای هوایی از جمله موتورهای توربینی و اجزای تشکیل دهنده ی آنها یعنی توربین ها و کمپرسورها اشاره کرد. در این پژوهش به منظور بررسی جنس ماده مورد استفاده در اسپول کمپرسور محوری یک موتور مینی توربوجت، به تحلیل تنش ها، کرنش ها و جابجایی های وارد بر آن پرداخته شده است. با توجه به نوع و مشخصات هندسی اسپول مدنظر، به منظور تحلیل، سازه به صورت یک پوسته استوانه ای یکسر گیردار جدار ضخیم دوار با ضخامت ثابت در نظر گرفته شده است. این سازه تحت گرادیان حرارتی دلخواه، نیروی گریز از مرکز ناشی از دوران اسپول و پره ها و نیروی محوریو یکنواخت آیرودینامیکی ناشی از عبور گاز در راستای محور اسپول، مدل و ساده سازی شده است. با توجه به اهمیت بالای کاهش جرم نهایی در کنار دارا بودن ضریب اطمینان قابل قبول در طراحی سازه های مورد استفاده در صنعت هوافضا، انتخاب جنس مناسب و بهینه قابل استفاده در یک اسپول خاص با استفاده از روش بهینه سازی شمارشی به منظور طراحی مجدد اسپولی بهینه با ضریب اطمینان مناسب و کمترین وزن ممکن با بررسی بیست ماده پرکاربرد مورداستفاده در صنعت هوایی مورد بررسی قرارگرفته است.

کلیدواژه ها:

موتور مینی توربوجت ، اسپول ، بارهای مکانیکی و حرارتی ، تحلیل ترمومکانیکی ، بهینه سازی جنس