بررسی رفتار استاتیکی و ارتعاشی پره هلیکوپتر با هسته ساخته شده از ساختارهای فرامواد

فرامواد به دلیل خاصیت شکل پذیری در بال هواپیما، پرهی هلیکوپتر، پرهی توربین و غیره کاربرد بسیاری دارند. در پرههای هلیکوپتر، کوپلینگ خمش - پیچش یک پدیده پیچیده و مهم در طراحی و عملکرد پرهها است . هنگامی که پره در حین چرخش خم می شود، همزمان دچار پیچش نیز می شود. کوپلینگ خمش -پیچش تاثیراتی بر روی عملکرد آیرودینامیکی ، استحکام ساختاری و کنترل پرواز دارد. عوامل بسیاری بر کوپلینگ خمش -پیچش اثر می گذارند که از آنها می توان به شکل هندسی پره از جمله نسبت ابعاد، ضخامت و انحنای آن اشاره کرد. در این پژوهش ، سه مدل تیر ساخته شده از فرامواد به عنوان هسته پره هلیکوپتر در نظر گرفته شده است که هندسه سلول واحد تشکیل دهنده تیرها برای دستیابی به خاصیت کوپلینگ خمش -پیچش مورد بررسی قرار گرفته شده است . تیرهای متشکل از چندین سلول واحد فرامواد به کمک فناوری ساخت افزودنی ساخته و آزمایش های تجربی استاتیکی و دینامیکی روی آنها انجام شده است . همچنین برای راستی آزمایی نتایج تجربی ، شبیه سازی های اجزاء محدود در نرمافزار آباکوس انجام شده است . نتایج بدست آمده از آزمایش های استاتیکی نشان می دهد تیر با هندسه سلول واحد متشکل از یک مکعب ساده و سلول فرعی مورب نسبت به سایر هندسه های مورد بررسی در عین سادگی ساختار از خاصیت کوپلینگ خمش -پیچش بیشتری برخوردار است . همچنین افزایش ضریب منظری در هندسه سلول واحد تاثیر بسیاری بر بهبود خاصیت کوپلینگ خمش -پیچش دارد. تحلیل دینامیکی تیرها نیز نشان می دهد که تیرها با خاصیت کوپلینگ خمش - پیچش بیشتر که در آزمایش های استاتیکی بدست آمده است ، دارای فرکانس های طبیعی بالاتر هستند و تعداد مودهای پیچش در بازه فرکانسی مشخص بیشتر است که دلیلی بر اثبات خاصیت کوپلینگ خمش -پیچش در این تیرها است .

کلیدواژه ها:

فرامواد ، شکل پذیری ، کوپلینگ خمش -پیچش ، آنالیز مودال.