طراحی بهینه بال پهپاد با بهره گیری از تقویت کننده های کامپوزیتی طولی و عرضی

عملکرد پرنده های بدون سرنشین هوشمند مستقیما تحت تاثیر وزن آنها می باشد. در عین حال لازم است تا استحکام مورد نیاز برای کاربرد مورد نظر را داشته باشد. بنابراین بکارگیری روشهای بهینه سازی برای کاهش وزن و هزینه و تقویت استحکام عملا موجب صرفه جویی در هزینه های ساخت، بهره برداری و تعمیرات می شود. در این پژوهش به طراحی بهینه بال پرنده بدون سرنشین هوشمند با بهره گیری از تقویت کننده های طولی و عرضی پرداخته شده است. بال بصورت پوسته جار نازک کامپوزیت الیاف کربن در نظر گرفته شده است. متغیرهای بهینه سازی شامل تعداد و ابعاد مقطع تقویت کننده های طولی، تعداد تقویت کننده های عرضی می باشند. توابع هدف بهینه سازی شامل سفتی بال، نیروی بحرانی کمانش و استحکام خمشی و پیچشی بال می باشد. ۱۸ نمونه بال کامپوزیتی تقویت شده توسط نرم افزار CATIA مدل سازی شده و با در نظر گرفتن شرایط اولیه یکسان، توسط نرم افزار ABAQUS تحت شبیه سازی عددی قرار گرفته اند. طراحی بهینه، به میزان ۵۰.۷ درصد بهبود بار بحرانی کمانش، ۳۸.۳ درصد بهبود سفتی بال و ۶.۹ درصد بهبود استحکام پیچشی بال جدار نازک کامپوزیتی را به همراه داشته است.

کلیدواژه ها:

بال جدار نازک ، تقویت کننده کمانش ، سفتی ، پهپاد