تحلیل ناپایداری دینامیکی سازه بال هواپیما

در این مقاله، تحلیل ناپایداری دینامیکی سازه بال هواپیما مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور سازه بال هواپیما به صورت تیر یکسر گیردار در نظر گرفته شده و با استفاده از تئوری برشی مرتبه اول مدل‌سازی انجام و سپس از روابط فن-کارمن برای در نظر گرفتن غیرخطی بودن هندسی ماده استفاده شده است. در ادامه با استفاده از اصل همیلتون در روش انرژی، معادلات دیفرانسیلی با مشتقات جزئی و شرایط مرزی تیر استخراج شده اند. روش حل عددی تربیع دیفرانسیلی تعمیم یافته برای تبدیل این معادلات به فرم متناظر با مشتقات معمولی به کار گرفته شده است. با حل دسته معادلات غیرخطی جبری نهایی، ناحیه پایداری تیر به صورت تغییرات فرکانس تحریک بر حسب بار دینامیکی تعیین شده است. برای تعیین اثرات پارامترهای مختلف بر فرکانس های طبیعی، بار بحرانی کمانش و محدوده پایداری تیر، حالت های مختلفی شامل انواع مدل های سینماتیکی خطی و غیرخطی، مقادیر متفاوت بار استاتیکی، نسبت طول به ضخامت تیر و شعاع انحنا به همراه انواع تیرهای چندلایه کامپوزیت مورد توجه قرار گرفته اند. به عنوان یکی از مهمترین دستاوردهای حاصل، نتایج نشان می دهند که در نظر گرفتن ترکیب های متفاوتی از الیاف، میزان خمیدگی و همینطور غیرخطی بودن هندسی ماده حائز اهمیت بوده و تاثیر فراوانی بر پاسخ های پیش بینی شده خواهد داشت.

nonlinear analysis of dynamic instability of aircraft wing structure based on first order shear beam theory and differential quadratic solution method

in this paper, for the first time, a nonlinear analysis of the dynamic instability of a relatively thick curved structure equivalent to a composite wing layer is performed. for this purpose, the wing structure of the aircraft is considered as a relatively thick curved beam and modelling has been done using first order shear theory. van carmen’s large non linear strain relationships have been used in strain components in a curved line environment. one of the most complex instability modes is axial excitation of the curved beam under a harmonic dynamic load despite a static constant value. these static loads (positive or negative) and dynamic harmonic load coefficient have a significant relationship with static buckling load. considering the dynamic axial load, the dynamic equations governing the system and the equations of the boundary conditions are obtained using the hamilton principle and the method of calculating the changes, and to solve them, the generalized numerical differential squaring method is used. also in this paper, for the first time, by solving the final algebraic nonlinear equations, the stability region of a relatively thick curved beam is determined as changes in the excitation frequency in terms of dynamic load. to determine the effects of different parameters on natural frequencies, critical buckling load and beam stability range, different modes including different linear and nonlinear kinematic models, different values of static load, length to beam thickness ratio and radius of curvature along with beam types flat and curved composite layers have been considered. as one of the most important results, the results show that considering different combinations of fibbers, the amount of curvature as well as the geometric nonlinearity of the material is important and will have a great impact on the predicted responses for the dynamic instability region.