تحلیل و بهینه سازی پارامترهای طراحی بال هواپیما با جایگزینی مواد کامپوزیتی به کمک روش اجزای محدود

با توجه به اهمیت افزایش نسبت استحکام به وزن در سازه های هوایی، کاهش وزن و بهطور همزمان افزایش استحکام همواره مورد نظر طراحان بوده است. در این تحقیق، تحلیل و بهینه سازی بال به عنوان یکی از مهمترین بخش های هواپیما شامل اجزای اسپار، استرینگر و ریب انجام می شود. ایده تغییر جنس اولیه با موادی نظیر کامپوزیت ها با نسبت استحکام به وزن بال در سال های اخیر، به عنوان یکی از راه های موجود برای بهینه سازی بال هواپیما مطرح شده است. در این پژوهش با کمک روش حل اجزای محدود و نرم افزار آباکوس یک بال هواپیمای تجاری خاص در سه حالت یعنی بال با پوسته آلومینیومی، بال با پوسته کامپوزیتی و بال با مدل اسپار، استرینگر و پوسته کامپوزیتی مورد تحلیل قرار می گیرد. کامپوزیت تعریف شده از نوع الیاف کربن (CFRP) و دارای سه لایه می باشد. نتایج نشان می دهد جایگزینی جنس اولیه بال این هواپیمای خاص با مواد کامپوزیتی منجر به بهبود 65 درصدی وزن و 57 درصدی تنش در مدل پوسته کامپوزیتی خواهد شد.