تحلیل استحکام جعبه گشتاور پایدارگر افقی هواپیمای فرسوده جهت تخمین عمر باقیمانده و عمردهی آن به روش اجزاء محدود

از آنجا که توزیع تنش واقعی در اجزاء هواپیما یکی از مهم‌ترین شاخص‌های ورودی جهت انجام پژوهش‌های طراحی و عمردهی هواپیما می‌باشد، در پژوهش حاضر به تحلیل استحکام سازه جعبه گشتاور پایدارگر افقی هواپیما پرداخته شده است. برای این منظور مدل هندسی دقیق اجزاء سازه‌ای جعبه گشتاور طبق نقشه‌های ساخت هواپیما با استفاده از نرم‌افزار catia تولید شده و جهت تحلیل استاتیک به محیط نرم‌افزار abaqus انتقال یافته و مونتاژ گردیده‌ است. پس از انجام اصلاحات در مدل هندسی و استخراج بار آیرودینامیکی با استفاده از منحنی‌های بارگذاری هواپیما، مدل اجزاء محدود سازه، تولید شده است. سپس شرایط مرزی مناسب و خواص مواد اجزاء تخصیص داده شده و در نهایت تنش اجزاء سازه‌ای و باربر پایدارگر افقی به دست آمده است. سازه جعبه گشتاور، بخش زیادی از نیروهای وارده بر دُم هواپیما که تماماً یک سطح کنترلی بوده و در زوایای حمله مختلف تغییر موقعیت می‌دهد را تحمل کرده و از این حیث سازه‌ای بحرانی می‌باشد. پس از ارائه نتایج حاصل از تحلیل‌های استاتیکی، قطعات بحرانی سازه جعبه گشتاور تحت نیروهای آیرودینامیکی، به‌منظور ارزیابی و تخمین عمر باقی‌مانده ‌تعیین و مورد بررسی واقع شده است. با توجه به یکسان نبودن جنس قطعات، معیار بحرانی بودن بر مبنای نسبت تنش وارده بر قطعه، بر تنش تحمل قطعه قرار گرفته است. بر این اساس با توجه به پایین‌تر بودن تنش تسلیم در ریب اصلی دوم، این قطعه به‌عنوان قطعه بحرانی معرفی ‌گردید.

Strength analysis of the horizontal stabilator torque box of time-worn aircraft in order to estimate the remaining life and its lifetime by the finite element method

Since the distribution of actual tensions in aircraft components is one of the most important inputs for carrying out aircraft design and survey research, the present study analyzes the strength of the horizontal stabilizer torque box structure of the aircraft. For this purpose, the exact geometric model of torque box construction components has been manufactured using the CATIA® software and has been transferred to the ABAQUS® software for static analysis. After modification of the geometric model and the aerodynamic load extraction, using the plane loading curves, a finite element model is constructed. Then appropriate boundary conditions and properties of the material of the components are allocated and finally, the stresses of the structural components and horizontal stabilizer are obtained. The structure of the torque box, with a large part of the forces involved on the tail of the aircraft, which has all a control level and is in different angles of change, can withstand a critical structure. After presenting the results of the static analysis, critical components of the torque box structure under aerodynamic forces have been investigated and evaluated for the remaining lifetime. Regarding the unequal nature of parts, the criterion of criticality based on the stress ratio on the piece is based on stress tolerance of the piece. Accordingly, given the lower supply tension in the second main rack, this piece was introduced as a critical piece.