بررسی پاسخ‌های دینامیکی یک نمونه سورتمه دارای جرم و نیروهای اعمالی متغیر به اغتشاش وارد بر سطح ریل

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه جامع امام حسین (علیه‌السلام)، تهران، ایران

2 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه جامع امام حسین (علیه‌السلام)، تهران، ایران

چکیده

در مقاله حاضر، پاسخ‌های دینامیکی یک نمونه سورتمه جرم متغیر که تحت نیروهای متغیر پیشرانش، برآ، پسا و اصطکاک است، موردبررسی قرار می‌گیرد. ابتدا با ارائه مدلی کامل از اجزای مختلف سامانه سورتمه، معادلات حاکم بر مسئله استخراج و از روش فضای حالت استفاده می‌شود. در ادامه، نیروهای متغیر اعمالی وارد بر مدل سورتمه طراحی شده، استخراج می‌شوند. جهت صحت‌سنجی نتایج روش تحلیلی، فرکانس‌های طبیعی مدل آزمایشگاهی سورتمه به‌صورت تجربی به دست آورده می‌شوند. فرکانس طبیعی اول و دوم سورتمه به ترتیب 8/12 و 4/21 هرتز به دست آمد که تطابق خوبی با نتایج تحلیلی داشت. نتایج نشان می‌دهد که در اثر اعمال اغتشاش به سورتمه، میراگرها 40 درصد از ارتعاشات را میرا می‌کنند. همچنین در تمامی حالات، میزان نوسان کفشک عقب از کفشک جلو بیشتر است که دلیل آن تأثیر اغتشاش کفشک جلو روی کفشک عقب است. از طرفی نیروهایی متغیر اعمالی جابجایی سورتمه را 10 درصد افزایش می‌دهند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  • Liever, P. and Habchi, S., Separation analysis of launch vehicle crew escape systems, 22nd Applied Aerodynamics Conference and Exhibit, 2004.
  • Davies, H., Reaction Motors (Thiokol) Family of Packaged Liquid Rocket Engines. Journal of Spacecraft and Rockets, Vol 44 No 6, pp. 1271-1284, 2007.
  • Zhang, J.H., Dynamic coupling analysis of rocket propelled sled using multibody-finite element method, Journal of Computer Modelling New Technologies, Vol 18, pp. 25-30, 2014.
  • Szmerekovsky, A.G. and Palazotto, A.N., Structural dynamic considerations for a hydrocode analysis of hypervelocity test sled impacts, AIAA journal, Vol 44 No6, pp.1350-1359, 2006.
  • Xiao, J. X., Zhang, W. W., Wang, X. H., Zhang, L. R., Geng, Q. and Guo, B., Verification of recovery strength of rocket sled double track sled, Artificial Intelligence and Computer Engineering, 2021. https://doi.org/10.1117/12.2623159.
  • Xue, X., Wen, C. Y., Review of unsteady aerodynamics of supersonic parachutes, Progress in Aerospace Sciences, , Vol 125. pp. 77-80, 2021. https://doi.org/10.1016/j.paerosci.2021.100728.
  • Meacham M.B., Kennett A., Townsend D.J., Marti B., Rocket sled propelled testing of a supersonic inflatable aerodynamic decelerator, AIAA Aerodyn. Decelerator System, Vol 122, pp 1-13, 2013.
  • Zhi-wei, D.O.U. and Suo-xiu, S.H.E.N.G., The Application Research of Metal Rubber Technology [J]. Aircraft Design, Vol 5. pp. 77-80, 2010.
  • Tang R.Y., Finite element structural analysis of a machine gun based on ANSYS, Nanjing Univ. Sci. Technology. 2007.
  • Gao, N.J. Kessissoglou, Dynamic Response Analysis of Stochastic Truss Structures under Non-stationary Random Excitation using the Random Factor Method, Comput. Methods Appl. Mech. Engrgy, Vol 196 pp. 2765–2773, 2007.
  • Rodney, D., Gadot, B., Martinez, O.R., Du Roscoat, S.R. and Orgéas, L., Reversible dilatancy in entangled single-wire materials, Nature materials, Vol 15, No.1, pp.72-77, 2016.
  • Gerasimov S.I., Erofeev V.I., Calculation of flexural-and-torsional vibrations of a rocket track rail, J. Mach. Manuf. Reliab. Vol 45, pp. 211-213,
  • Tong D.C., Mechanical simulation of rocket sled test damping system, Nav. Electron. Eng. Vol 15, No.1, pp. 87–89, 2012.
  • Deleon A., Baker W.P., Palazotto A.N., Evaluation of a nonlinear melt region produced within a high speed environment, AIAA/ASCE/AHS/ASC Structure Dynamic. Material Conference, 2018.
  • Hooser M.D., The Holloman High Speed Test Track Gone Soft Recent Advances In Hypersonic Test Track Vibration Environment, 22nd AIAA Aerodynamic Measurement Technology and Ground Testing Conference. 2002.
  • Minto D.W., Recent increases in hypersonic test capabilities at the holloman high speed test track, 38th Aerospace Sci. Meet. Exhib. Conference,
  • Gurol H., Ketchen D., Holland L., Minto D., Hooser M., Bosmajian N., Status of the Holloman high speed maglev test track (HHSMTT), 30th AIAA Aerodynamic Technology Test Conference, 2014.
  • . Buentello Hernandez R.GPalazotto, A.N., K.H. Le, 3D finite element modeling of high-speed sliding wear, AIAA/ASCE/AHS/ASC Structure Dynamic. Material Conference, 2013.
  • Hooser, Michael, Soft Sled-the Low Vibration Sled Test Capability at the Holloman High Speed Test Track, Aerodynamic Measurement Technology and Ground Testing Conference, 2018.
  • Hooser, M., Hooser, C., 103X-A1 Vibration Analysis, HHSTT digital archive, Holloman High Speed Test Track, 2016.
  • Hooser, M., Hooser, C., Soft Sled Design Evaluation Report, Holloman High Speed Test Track, 2016.
  • Xiao, J., Wei-Wei Z., Qiang X., Wei-Bo G. and Lin-Rui Z., Modal Analysis for Single Track Sled, 18th International Conference on physics, Mathematics, Statistics Modelling and Simulation (pmsms), Chine, 2018.
  • محبی م.، رضوانی م و درگزی م.، اثرات وزش باد بر حرکت قطارهای پرسرعت (160 تا 300 کیلومتر بر ساعت) از منظر آیرودینامیک و ارائه راهکارهای اصلاحی. مجلۀ مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، د. 48، ش. 1، ص 315-321، 1397.
  • Dang, T., Liu, Z., Zhou, X., Sun, Y. and Zhao, P., Dynamic Response of a Hypersonic Rocket Sled Considering Friction and Wear Structural dynamic considerations for a hydrocode analysis of hypervelocity test sled impacts, AIAA journal, , 2022. https://doi.org/10.2514/1.A35267.
  • Ogata, Modern control engineering, Prentice hall, 2010.
  • رنجبر م.، پور موید ع.، طراحی هندسی و آیرودینامیکی نازل جهت افزودن لوله بلست. مجلۀ مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، 1400.
  • Carlson, H.W. and Gapcynski, J.P., An Experimental Investigation at a Mach Number of 2.01 of the Effects of Body Cross-Section Shape on the Aerodynamic Characteristics of Bodies and Wing-Body Combinations, 1955.
  • Zhang P., Nagae T., McCormick J., Ikenaga M., Katsuo M., Nakashima M., Friction-based sliding between steel and steel, steel and concrete, and wood and stone, in: Proc. 14th World Conf. Earthq. Eng. Beijing, China, pp. 12–17, 2008.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار