شبیه سازی عددی نیروهای وارد از طرف زمین بر تایر در شرایط فرود اضطراری هواپیما بر روی خاک

در این پژوهش مدل برهمکنشی جدیدی از تایر و خاک با هدف تعیین نیروهای وارد از طرف خاک بر دو نوع تایر رادیال و بایاس به منظور تخمین مقدار نیروی مقاوم در برابر حرکت هواپیما بر روی خاک انجام شد. تایر در این پژوهش با نگاهی خاص به مدل اجزای محدود دوبعدی رشته های مقاوم تایر شبیه سازی شد. هدف در این مدل جدید، در مقایسه با سایر مدل های موجود، یافتن یک رابطه ی ریاضی برای کل تایر نبود، بلکه اجزای اصلی ساختار مکانیکی تایر مبنای کار قرار گرفته شد و نحوه ی مدل سازی الیاف مقاوم تایر به عنوان پیچیده ترین بخش مدل اجزای محدود دو بعدی با بیان جزئیات ارائه گردیده است. از اینرو تایر به صورت یک ماده کامپوزیتی در نظر گرفته شد که در آن آج تایر دارای رفتار ابرالاستیک (HyperElastic) و رشته های مقاوم درون تایر به صورت ترکیبی از المان های الاستیک خطی و الاستیک غیر خطی در نظر گرفته شده تا رفتار دینامیکی تایر تا حد ممکن نزدیک به واقعیت باشد. مدل الاستوپلاستیک (ElastoPlastic) خاک نیز با معیار تسلیم دراکر-پراگر استفاده شد. شبیه سازی با استفاده از نرم افزار مطلب 7 انجام شد و نتایج نشان داد که برای حرکت بهینه تایر بر روی خاک، فشار باد باید کاهش یابد. همچنین مشخص شد که مقادیر نیروی مقاومت غلتشی در تایر رادیال نسبت به تایر بایاس مقدار کمتری بوده و بازده کشش بیشتر می باشد. نتایج پیش بینی نشان می دهد که می توان وضعیت برهمکنشی تایر هواپیما و خاک را در شرایط مختلف بستر به نحو مطلوبی پیش بینی کرد.

Keywords:

تایر , ابرلاستیک , خاک , الاستوپلاستیک , روش اجزای محدود غیرخطی