فصلنامه علمی علوم و فنون نوین هوانوردی

فصلنامه علمی علوم و فنون نوین هوانوردی

بررسی اثر معیوب بودن ماده هدفمند بر روی رفتار کمانش بدنه موشک‌های هایپرسونیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 سازه، دانشکده هوافضا، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران
2 دانشکده تحصیلات تکمیلی، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهیدستاری، تهران، ایران
3 دانشکده هوافضا، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران
10.22034/masot.2025.402991.1030
چکیده
چکیده: بدنه موشک‌های هایپرسونیک با توجه به سرعت خیلی بالای آنها، می‌بایست ضمن تحمل بارهای آیرودینامیکی، تحمل دماهای خیلی بالا را نیز داشته باشد. در این شرایط استفاده از موادی همچون سرامیک‌ها به دلیل مقاومت حرارتی زیاد مناسب به نظر می‌رسد، اما سرامیک‌ها استحکام سازه‌ای کمی دارند. راهکار ترکیب فاز سرامیک و فاز یک فلز با مقاومت مکانیکی بالا به طوری که سطح در معرض دمای بالا تماماً از سرامیک تشکیل شده باشد و به تدریج فاز سرامیک کاهش یافته و خواص ماده به فلز نزدیک شود می‌تواند همزمان مقاومت حرارتی و مکانیکی را افزایش دهد. این ماده را ماده هدفمند نامند. در این پژوهش اثر معیوب بودن ماده هدفمند بر روی رفتار کمانش صفحه هدفمند با استفاده از یک تابع تغییرشکل برشی هایپربولیک مورد مطالعه قرار می‌گیرد. خواص مواد هدفمند با توزیع توان تابع تغییرات خواص در راستای ضخامت تغییر می‌کند. ساختار این مواد در طی فرآیند تولید نمی‌تواند کاملاً مطابق با الگوی مدنظر باشد که این موضوع منجر به تولید ماده هدفمند معیوب می‌شود. از این رو در این پژوهش، یک مدل سالم و دو مدل معیوب در نظر گرفته شده است. معادلات دیفرانسیل حاکم با استفاده از اصل همیلتون استخراج شده است. معادلات بدست آمده با استفاده از روش ناویر برای شرایط مرزی ساده حل گردید. اثرات پارامترهای مهم هندسی و مکانیکی شامل نسبت ضخامت به طول، نسبت طول به عرض و توان تابع تغییرات خواص صفحه هدفمند معیوب بررسی شده است.