فصلنامه علمی علوم و فنون نوین هوانوردی

فصلنامه علمی علوم و فنون نوین هوانوردی

بهینه‌سازی وزن سازه بال پهپاد با استفاده از مواد کامپوزیتی و روش اجزاء محدود

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی هوافضا دانشگاه صنعتی مالک اشتر
10.22034/masot.2026.569910.1060
چکیده
: در این پژوهش، بهینه‌سازی وزن بال یک پهپاد ساخته‌شده از سازه‌های کامپوزیتی لایه‌ای با استفاده از تحلیل اجزای محدود در نرم‌افزار انسیس انجام شده است. هدف اصلی، کاهش جرم سازه بال با حفظ قیود مقاومتی و محدودیت‌های تنش مجاز در لایه‌ها است. برای این منظور، یک برنامه پارامتریک در محیط APDL توسعه داده شد که امکان تعریف هندسه و تنظیمات سازه‌ای (از جمله تعداد ریب‌ها، موقعیت اسپارها و پهنای فلنج اسپار) و همچنین تعریف متغیرهای طراحی شامل تعداد لایه‌ها، زاویه الیاف و توالی چیدمان را فراهم می‌کند. تابع هدف، حداقل‌سازی جرم کل بال در نظر گرفته شد و قیود طراحی بر اساس معیار تنش بیشینه در راستاهای اصلی لایه‌ها اعمال گردید. نتایج نشان داد که پیکربندی بهینه قادر است جرم بال را نسبت به طرح اولیه به میزان قابل توجهی کاهش دهد و همزمان تنش بیشینه را در محدوده مجاز ماده نگه دارد؛ به‌گونه‌ای که وزن از حدود 209 کیلوگرم به حدود 114 کیلوگرم کاهش یافته و تنش بیشینه نیز از حدود 421 مگاپاسکال به حدود 330 مگاپاسکال رسیده است. روش ارائه‌شده به دلیل پارامتریک بودن و امکان تعمیم به هندسه‌ها، مواد و شرایط بارگذاری مختلف، می‌تواند به‌عنوان یک چارچوب کاربردی برای طراحی سبک‌وزن سازه‌های کامپوزیتی در پهپادها مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها

دوره 2، شماره 2
تابستان 1404
صفحه 34-51