بررسی عددی و تجربی اتصال فلنج به جان اسپارهای بال کامپوزیتی یک شناور پرنده

بال یک شناور پرنده  علاوه بر فشارهای آیرودینامیک تحت نیروهای ترکیبی هیدوردینامیک از طرف اسکی( ناشی از نشست و برخاست روی دریا) نیز می باشد. در حالت نشست نامتقارن، گشتاور خمشی اعمالی به اسپارهای بال یکی از مهمترین حالت های بارگذاری در طراحی سازه اسپار بال می باشد. در بال کامپوزیتی، بحرانی ترین بخش آن، اتصال فلنج به جان اسپار می باشد. در مدل‌سازی المان محدود بال کامپوزیتی واقعی که از تعدادی اسپار، ریب و اعضای دیگر تشکیل شده‌اند، اتصال فلنج به جان اسپار، به صورت ساده و بدون مدل‌سازی جزییات اتصال انجام می‌شود. در شبیه سازی تیر ساده، از تعداد شبکه و گره خیلی کمتری نسبت به شبیه ‌سازی کامل استفاده می‌شود و نحوه اتصال فلنج به جان تیر مدل سازی نمی‌شود، لذا می بایست استحکام المان اتصال دهنده و نحوه طراحی و محاسبه رفتار آن مشخص شود. در این تحقیق، تحلیل اجزاء محدود اسپارهای بال یک شناور پرنده با سطح مقطعi با هندسه‌های متفاوت تحت انواع بارگذاری (مطابق استاندارد) برای حالت‌های مختلف عملکردی، انجام می‌شود. پس از آن بر اساس نتایج حاصل از تحلیل عددی، قواعد و دستورالعمل های کلی و ساده طراحی در خصوص نحوه اتصال فلنج به جان این اسپارها ارائه می شود. در پایان جهت صحه گذاری نتایج المان محدود،  ساخت و آزمون یک نمونه تجربی نیز انجام گردیده است که مقایسه نتایج نشان دهنده تطابق بسیار خوبی است.

numerical and experimental investigation of the flange connection to the composite wing spars of a flying boat

in addition to aerodynamic pressures, the wing of a flying boat is also subjected to combined hydrodynamic forces from the ski side (caused by landing and takeoff on the sea). in the asymmetric seating mode, the bending moment applied to the wing spars is one of the most important loading modes in the design of the wing spar structure. in the composite wing, the most critical part is the connection of the flange to the spar. in the finite element modeling of the real composite wing, which consists of a number of spars, ribs and other members, the connection of the flange to the web is done in a simple way without modeling the details of the connection.in this research, the finite element analysis of the wing spars of a flying boat with cross section i with different geometries under different types of loading (according to the standard) for different functional modes is performed. then, based on the results of the numerical analysis, general and simple design rules and guidelines are presented regarding how to connect the flange to the web of these spars.at the end, in order to validate the results of the finite element, an experimental sample has been built and tested, and the comparison of the results shows a very good match.