ساخت و تست فلنچ کامپوزیتی به روش تجربی و شبیه‌ سازی

نویسندگان

1 استادیار، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران.

2 عضو هیات علمی، مجتمع دانشگاهی مواد و فناورهای ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

3 دانشگاه آزاد اسلامی – واحد سنندج، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مکانیک

doi
10.22034/joae.2023.370393.1143
چکیده

فلنچ ها قطعاتی هستند که، امکان اتصال، تغییر راستا و دسترسی به منظور تعمیرات و بازرسی را در بین قطعات بزرگ و اصلی تجهیزات و سازه‌ها فراهم می‌کنند. در این تحقیق با توجه به اهمیت، حداکثر سبک‌سازی در کنار حفظ استحکام قطعات در سازه‌های هوایی، فلنچ و پوسته‌هایی کامپوزیتی ساخته شد که در سازه‌های هوایی نظیر راکت‌های شتاب دهنده و موشک‌های ماهواره‌بر، وظیفه‌ی اتصال قسمت‌ها و پوسته‌های بزرگ سازه را برعهده دارند. جنس فلنچ‌های مورد استفاده در این سازه‌ها، در سبک ترین حالت، آلومینیوم بوده است. در این تحقیق با هدف سبک سازی هرچه بیشتر، با روش رشته پیچی، تعداد 4 عدد فلنچ و 4 عدد پوسته کامپوزیتی در 2 مجموعه ساخته شد، که هر مجموعه شامل 2 فلنچ و2 پوسته می‌باشد. پس از اتصال فلنچ‌ها و پوسته‌‌ها به همدیگر، بر روی آنها تست‌های تجربی مودال و کشش انجام شده است. همچنین شبیه‌سازی عددی تست‌ مودال و کشش، با نرم‌افزار انسیس، انجام پذیرفت. ارزیابی نتایج حاصل از تست‌ها و تحلیل عددی بر روی قطعات ساخته شده، مبیّن فرکانس ویژه بالای کامپوزیت نسبت به وزن، در مقایسه با نوع فولادی و آلومینیومی (در فرکانسهای پایین) می‌باشد. همچنین عامل تورق در تیغه‌ی فلنچ کامپوزیتی، بیشتر از شکست ماتریس و الیاف، در افزایش طول سازه بر اثر نیروی کشش تاثیر داشته است.