مطالعه پارامترهای آیرودینامیکی موشک بالک خمیده و تخت با دو جنس آلومینیوم و فولاد و تاثیر آن بر تغییر شکل الاستیک به روش برهم‌کنش دو طرفه میان سیال و سازه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

2 استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

3 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

4 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی شیراز، شیراز، ایران

چکیده

برای پیش بینی دقیق رفتار آیروالاستیک ایستایی، از روش برهم‌کنش دو طرفه میان سیال و سازه (FSI) برای محاسبه تغییر شکل های ایستایی و مشخصات آیرودینامیکی موشک تغییر شکل یافته استفاده می شود. با توجه به مطالعات انجام‌شده تحقیقات کمی درزمینه کاهش وزن سازه‌های فضایی انجام‌گرفته است بنابراین به دلیل استراتژیک بودن بالَک سازه‌های فضایی، رفتار مکانیکی ورق‌ها برای ساخت بالَک به‌صورت تجربی به روش پرس‌کاری شیاری محدودشده (CGP) موردمطالعه قرار داده‌شده و با شبیه‌سازی FSI برای مدل بالَک خمیده و بالَک تخت با دو جنس آلومینیوم  CGP6T-7075 و فولاد 4130 میزان تغییرشکل به وجود آمده موشک در حال پرواز در ماخ ها و زوایای حمله مختلف مقایسه گردید. نتایج فرآیند CGP نشان می دهد با افزایش مراحل این فرآیند، آلومینیوم 6T-7075 با 38 درصد افزایش در استحکام تسلیم در عبور چهارم، 34 درصد افزایش در مقدار استحکام کششی، کاهش 40 درصد ازدیاد طول و افزایش 62 درصدی سختی نسبت به نمونه اولیه تولید می شود. مجموع تغییرشکل در بالَک خمیده بسیار کمتر از بالَک تخت می باشد همچنین تغییرشکل بالَک با جنس آلومینیوم CGP6T-7075 کمتر از بالَک با جنس فولاد 4130 می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


  • Kafkas A., & Lampeas G.. Static Aeroelasticity Using High Fidelity Aerodynamics in a Staggered Coupled and ROM Scheme. Aerospace, 7(11), 164, 2020.
  • شاه‌میرزایی‌جشوقانی ص، بلوچستانی‌اصل و. طراحی موشک‌های راهبردی و ماهواره‌بر. موسسه ‌فرهنگی‌ هنری‌ دیباگران ‌تهران، 1394
  • Ross C. T. A conceptual design of an underwater missile launcher. Ocean Engineering, 32(1): 85-99, 2005.
  • Kunčická L., & Kocich R.. Correlating Structure and Electrical Properties in Rotary Swaged Al/Cu Clad Composites. In Key Engineering Materials (Vol. 865, pp. 85-90). Trans Tech Publications Ltd, 2020
  • Dehghan M., Qods F., & Gerdooei M. Investigation of microstructure and anisotropy of mechanical properties of ARB-processed commercial purity Aluminium with interpassing heat treatment. Modares Mechanical Engineering, 13(2): 123-132, 2013.
  • Sieber H., Wilde G., & Perepezko J. H. Thermally activated amorphous phase formation in cold-rolled multilayers of Al–Ni, Al–Ta, Al–Fe and Zr–Cu. Journal of Non-Crystalline Solids, 250: 611-615, 1999.
  • Shin, D. H., Park, J. J., Kim, Y. S., & Park, K. T. Constrained groove pressing and its application to grain refinement of aluminum. materials Science and Engineering: A, 328(1-2): 98-103, 2002.
  • Jandaghi M. R., & Pouraliakbar H. Study on the effect of post-annealing on the microstructural evolutions and mechanical properties of rolled CGPed aluminum-manganese-silicon alloy. Materials Science and Engineering: A, 679: 493-503, 2017.
  • DeSpirito J., & Plostins P. CFD prediction of M910 projectile aerodynamics: unsteady wake effect on magnus moment. In AIAA atmospheric flight mechanics conference and exhibit (p. 6580), 2007.
  • Danowsky, B., Thompson, P., Farhat, C., Lieu, T., Harris, C., & Lechniak, J. A complete aeroservoelastic model: incorporation of oscillation-reduction-control into a high-order CFD/FEM fighter aircraft model. In AIAA atmospheric flight mechanics conference (p. 5708), 2009.
  • Li M., Abbas L. K., Rui X., & Xiaolingwei N. The simulation of wraparound fins’ aerodynamic characteristics. Wseas Transactions on Applied and Theoretical Mechanics, 10: 247-252, 2015.
  • Handbook M. Vol. 2-Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Special-Purpose Mater. ASM Inter. 1119-1124, 1990.
  • Park J. K., & Ardell A. J. Microstructures of the commercial 7075 Al alloy in the T651 and T7 tempers. Metallurgical Transactions A, 14(10): 1957-1965, 1983.
  • ASTM B210 / B210M-19, Standard Specification for Aluminum and Aluminum-Alloy Drawn Seamless Tubes, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2019, www.astm.org
  • Designation: B918-01, Standard Practice for Heat Treatment of Wrought Aluminum Alloys, The Annual Book of ASTM Standards, Section 03 (Mechanical Testing_ Elevated and Low-Temperature Tests_ Metallography), Volume 02.02 (Aluminum and Magnesium Alloys), ASTM International, United States, 2003.
  • Standard, E8/E8M-16a. Standard test methods for tension testing of metallic materials. ASTM international, West Conshohocken PA; 2016. doi: 10.1520, E0008-E0008M-09, www. astm. org, pp, 2016
  • International, ASTM E384-99-Standard Test Method for Microindentation Hardness of Materials, ASTM International West Conshohocken, 1999.
  • Liu, X., Tang, S. J., & Guo, J. Comparison of the wrap-around fins and the planar fins in aerodynamic parameter. In Applied Mechanics and Materials (Vol. 444, pp. 347-351). Trans Tech Publications, 2014.
  • Wright J. R., & Cooper J. E. Introduction to aircraft aeroelasticity and loads (Vol. 20). John Wiley & Sons, 2008.
  • Fluent, I. N. C. FLUENT 6.3 user’s guide. Fluent documentation, 2006.
  • Spalart P., & Allmaras S. A one-equation turbulence model for aerodynamic flows. In 30th aerospace sciences meeting and exhibit (p. 439), 1992.
  • Menter F. Zonal two equation kw turbulence models for aerodynamic flows. In 23rd fluid dynamics, plasmadynamics, and lasers conference (p. 2906), 1993.
  • Menter F. R. Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications. AIAA Journal, 40(2): 254-266, 2002
  • White, F. M. Viscous Fluid Flow, McGraw-Hill, New York, 1991.
  • Dongyang C., Abbas L. K., Xiaoting R., & Guoping W. Aerodynamic and static aeroelastic computations of a slender rocket with all-movable canard surface. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering, 232(6): 1103-1119, 2018.
  • Fluent A. N. S. Y. S. Release 14.5. User's Guide, 2013
  • Chen, Z. T., & Sun, Q. Applications of inertia relief method in aircraft static aero-elasticity. Flight Dynamics, 5, 71-74, 2008.

[28] Rafiee R, Moradi M, Khanpour M. The influence of material properties on the aeroelastic behavior of a composite wind turbine blade. Journal of Renewable and Sustainable Energy. Nov 28;8(6):063305, 2016.