تحلیل ترمومکانیکی اسپول یک موتور مینی توربوجت فولادی تحت بارگذاری های ترمومکانیکی و بهینه سازی پارامترهای طراحی با جایگزینی جنس اولیه به کامپوزیت و بررسی لایه چینی

سازه اسپول به عنوان زیرمجموعه ای از سازه های دوار در صنایع مختلفی نظیر صنایع مکانیک، هوافضا، نیروگاهی و هسته ای به طور گسترده مورداستفاده قرار می گیرد. در این پژوهش هدف شبیه سازی اولیه یک سازه اسپول مشخص با جنس فولادی و در ادامه جایگزینی جنس اسپول با یک ماده کامپوزیتی به منظور بررسی و امکان سنجی بهبود پارامترهای موثر طراحی (استحکام و جرم) سازه اسپول موردبررسی است. با توجه به نوع و مشخصات هندسی اسپول مدنظر، به منظور تحلیل، سازه به صورت یک پوسته استوانه ای دوار با ضخامت ثابت، تحت گرادیان حرارتی دلخواه و نیروی گریز از مرکزناشی از دوران اسپول و پره ها مدل و ساده سازی شده است. با توجه به اهمیت بالای کاهش جرم نهایی در کنار دارا بودن ضریب اطمینان قابل قبول در طراحی سازه های مورداستفاده در صنعت هوافضا، انتخاب جنس مناسب و بهینه قابل استفاده در یک اسپول خاص با ایده جایگزینی جنس اولیه اسپول همگن فولادی موردبررسی با مواد کامپوزیتی موردبررسی قرارگرفته و در ادامه تاثیر افزایش تعداد لایه های کامپوزیتی بر بهبود نتایج اسپول مورد بررسی استخراج شده است. تحلیل اسپول در هر دو حالت همگن و کامپوزیتی با استفاده از فرآیند شبیه سازی اجزاء محدود و توسط نرم افزار آباکوس انجام شده است. مقایسه نتایج اسپول برای دو جنس بررسی شده نشان می دهند که جایگزینی جنس کامپوزیتی (شیشه-اپوکسی) با جنس فولادی اولیه منجر به کاهش ۷۵ درصدی بیشینه تنش، ۸۵ درصدی بیشینهخیز ایجادی و ۷۴ درصدی جرم نهایی و ماکزیمم جابه جایی ( ۸۵ %) خواهد شد.

Keywords:

اسپول کامپوزیتی دوار , تحلیل ترمومکانیکی , بهینه سازی , نرم افزار آباکوس , لایه چینی