بررسی اثرات تغییر جنس سازه ساندویچی لانه زنبوری (HSP) موجود در دم افقی هواپیما بر اساس مدل‌سازی تست‌های استاندارد ارزیابی سازه ساندویچی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

3 کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

چکیده

سازه‌های ساندویچ پنل به­دلیل قابلیت‌های فراوان خود از قبیل نسبت استحکام به وزن بالا، توانایی جذب انرژی بالا در اثر ضربه و... در سازه‌های هوایی کاربرد فراوانی دارند. در این مقاله، 7 آلیاژ منتخب که شامل فولاد ضد زنگ 321، فولاد ضد زنگ 347، سوپر آلیاژ نیکل 617، سوپر آلیاژ نیکل 625، سوپر آلیاژ نیکل 718، آلیاژ نیکل 201، سوپر آلیاژ نیکل 600 بر اساس 6 پارامتر اصلی برای جایگزین نمودن آلیاژ پایه ساندویچ پنل اصلی در ناحیه داخلی دم افقی هواپیما انتخاب شده‌اند. مقادیر بار تسلیم و نواحی شروع آسیب به کمک معیار آسیب فون مایزز بر اساس استاندارد نظامی آمریکا تعیین شده و در نهایت 2 آلیاژ از میان 7 آلیاژ منتخب با استفاده از معیار شروع آسیب و 4 معیار تاثیرگذار دیگر که شامل: خواص مکانیکی در دمایOC650، چگالی (افزایش درصد وزنی)، قیمت و عوامل مخرب محیطی، تعیین می‌شوند. نتایج نشان ‌می‌دهد که دو سوپر آلیاژ نیکل 625 و 718 بر اساس معیارهای تعریف شده در نمونه‌‌های ساندویچ پنل، می‌توانند دو گزینه مناسب برای جایگزینی آلیاژ حاضر مورد استفاده در سازه دم افقی بحساب آیند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]  Rohwer K., Friedrichs S., Wehmeyer C., Analyzing laminated structures from fiber-reinforced composite material-an assessment, Technische Mechanik, Vol. 25, No. 1, pp. 59-79, 2005.
[2]  Silverman E., Rhodes M., Dyer M., Composite Isogrid Structures for Spacecraft Components, Society for the Advancement of Materials and Process Engineering Journal, Vol. 35, No. 1, pp. 51-58, 1999.
[3]  Aktay L., Johnson A. F., Holzapfel M., Prediction of impact damage on sandwich composite panels, Computational Materials Science, Vol. 32, No. 3-4, pp. 252-260, 2005.
[4]  Aktay L., Johnson A. F., Kroplin B. H., Numerical modeling of honeycomb core crush behavior, Engineering Fracture Mechanics, Vol. 75, No. 9, pp. 2616-2630, 2008.
[5]  Foo C. C., Chai G. B., Seah L. K., A model to predict low-velocity impact response and damage in sandwich composites, Composites Science and Technology, Vol. 68, No. 6, pp. 1348-1356, 2008.
[6]  Standard, Military standard sandwich constructions and core materials, general test methods, MIL-STD-401B, (USA): Department of Defense, 1967.
[7]  Zhou G., Hill M., Loughlan J., Hookham N., Damage characteristics of composite honeycomb sandwich panels in bending under quasi-static loading. Journal of Sandwich Structures and Materials, Vol. 8, No. 1, pp. 55-90, 2006.
[8]  Kreja I., Critical examination of benchmark problems for large rotation analysis of laminated shells, Shell Structures: Theory and Applications, Proceedings of The 8th Conf. SSTA, Gdansk-Jurata, Taylor & Francis Group, London, October, 12-14, 2005.
[9]  Wahl L., Maas S., Waldmann D., Zurbes A., Freres P., Shear stresses in honeycomb sandwich plates: Analytical solution, finite element method and experimental verification, Journal of Sandwich Structures and Materials, Vol. 14, No.4, pp. 449-468. 2012.
[10]             Peery D. J.,. Azar J. J, Aircraft Structures, New York: McGraw-Hill, 1982.
[11]               H. D. Curtis, Fundamentals of Aircraft Structural Analysis, Chicago: Irwin, 1997.
[12]             Bitzer T., Honeycomb Technology-Material Design, Manufacturing Applications and Testing, pp. 10-42, London: Springer Netherlands, 1997.
[13]             Mohr D., Doyoyo M., Deformation-induced folding systems in thin walled monolithic hexagonal metallic honeycomb, International Journal of Solids and Structures, Vol. 41, No. 11, pp. 3353-3377, 2004.
[14]             Hou B., Pattofatto S., Li Y. L., Zhao H., Impact behavior of honeycombs under combined shear-compression, Part II: Analysis, International Journal of Solids and Structures, Vol. 48, No. 5, pp. 698-705, 2011.
[15]             Alavi Nia A., Razavi S., Majzoobi G., Ballistic limit determination of aluminum honeycombs-experimental study, Materials Science and Engineering, Vol. 448, No. 1, pp. 273-280, 2008.
[16]             Liaghat GH., Alavi Nia A., Daghyani H. R., Sadighi M., Ballistic limit evaluation for impact of cylindrical projectiles on honeycomb panels, Thin-Walled Structures, Vol. 48, No. 1, pp. 55-61, 2010.