بررسی تأثیر چیدمان لایه و زوایای الیاف در تحلیل تنش سازه کامپوزیتی درام دوار موتور توربین گاز هوایی

بهروز شهریاری¹ محمد سهیل صادقی نژاد نجف آبادی² پژمان محمودی³

1) استادیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی مکانیک،
2) دانشجوی دکتری، دانشگاه اصفهان، دانشکده فنی و مهندسی،
3) دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی مکانیک

کد IOI مقاله : XCCC-FHCCZ
محل انتشار : دهمین کنفرانس بین المللی فناوری های نوآورانه در زمینه علوم، مهندسی و تکنولوژی(tetsconf.com)
چکیده :
    از مهم‌ترین کاربردهای سازه‌های دوار در صنایع هوافضا، می‌توان به استفاده در انواع موتورهای هوایی ازجمله درام موتورهای توربین گاز هوایی اشاره کرد. درام‌های کامپوزیتی تقویت‌شده به دلیل استحکام ویژه بالا، سبکی و خواص مقاومت به خوردگی، از پرکاربردترین سازه‌ها در صنایع هوافضا هستند. هدف از این پژوهش تحلیل تنش‌های یک سازه درام دوار کامپوزیتی مورداستفاده در موتورهای توربین گاز هوایی و بهینه‌سازی آن با بررسی تأثیر تعداد لایه‌ها و زاویه الیاف در نتایج تحلیل تنش این سازه به‌منظور انتخاب چیدمان مناسب برای درام مفروض است. با توجه به هندسه سازه درام موردبررسی و به‌منظور انجام تحلیل به‌صورت یک پوسته درام دوار مدل‌سازی و تحلیل به کمک روش اجزاء محدود و نرم‌افزار آباکوس انجام‌شده است. در ابتدا به تحلیل حرارتی درام کامپوزیتی شیشه - اپوکسی و تعداد سه لایه و زاویه‌ی قرارگیری هر لایه به‌صورت [30 0 30] درجه، تحت دمای 100 درجه‌ی سانتی‌گراد پرداخته می‌شود. سپس با تغییر در الگوی چینش زوایای لایه‌ها و تعداد لایه بکار رفته، مقادیر تنش و جابجایی محاسبه‌شده و تأثیر لایه بر این مقادیر بررسی می‌گردند. از سوی دیگر بررسی تأثیر زوایای الیاف با زاویه‌های 0، 15، 45، 60، 75 و 90 درجه به‌طور جداگانه موردبررسی قرارگرفته و با هم مقایسه می‌شوند. نتایج نشان می‌دهند که در بررسی تعداد لایه‌های کامپوزیتی بر تنش و جابجایی، با افزایش لایه، تنش بیشینه افزایش‌یافته است. در بررسی تأثیر زاویه بر تنش در زاویه 60 درجه تنش بیشینه 75 درصد بهبود مشاهده می‌شود.

کلمات کلیدی : موتور توربین گاز درام دوار کامپوزیتی بهینه‌سازی چیدمان لایه‌ها و زوایا