تحلیل آئروالاستیک تیر و جرم متصل به آن با در نظر گرفتن خصوصیات الاستیک و میرایی در محل اتصال

بال هواپیما یکی از مهمترین سازه های آئروالاستیک است که تحت اثر نیروهای متنوعی نظیر نیروهای آئروالاستیک، نیروهای رانش، اثرات مانور و جرم های خارجی قرار می گیرد. استفاده روز افزون از مواد سبک در ساخت سازه های هوایی به منظور کاهش وزن، باعث افزایش انعطاف پذیری و در نتیجه زیاد شدن تغییر فرم بال ها گشته است. از طرف دیگر امروزه انواع بسیار متنوعی از جرم های خارجی بر روی بال هواپیما نصب می شود. از موتورهای سنگین با نیروی رانش بسیار زیاد بر روی بال هواپیماهای مسافربری تا موشک ها، بمب ها و تانکرهای سنگین ذخیره سوخت بر روی بال هواپیماهای جنگنده، در طرح های امروزی مورد استفاده قرار می گیرد. خصوصیات هندسی و فیزیکی این جرم ها خصوصا در مورد موتورها تاثیرات بسیار قابل توجهی را بر محدوده های پایداری دینامیکی و استاتیکی بال هواپیما می گذارد. در واقع برهم کنش ترم های الاستیک و اینرسی جرم های خارجی با بال می تواند منجر به فلاتر یا واگرایی گردد. در این پایان نامه، تحلیل آئروالاستیک دینامیکی یک بال انعطاف پذیر با جرم خارجی متصل شده به آن به صورت الاستیک انجام شده است. جرم خارجی بوسیله فنر و میراگر به بال متصل شده است. معادلات حاکم با استفاده از اصل تغییرات هامیلتون استخراج گردیده است و برای شبیه سازی جریان سیال بر روی بال از مدل سیال ناپایای پیترز استفاده شده است. بال دارای دو درجه آزادی پیچشی و خمشی می باشد. معادلات حاکم بر مساله که به صورت معادلات دیفرانسیل جزئی می باشند، با استفاده از روش مودهای فرضی به معادلات دیفرانسیل معمولی تبدیل شده اند. سپس رفتار آئروالاستیک بال تحت شرایط مختلف و برای دو حالت میراگر ساده و میراگر مغناطیسی در محل اتصال مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حل نشان می دهد با افزایش فاصله جرم خارجی از ریشه بال سرعت فلاتر کاهش می یابد و همچنین افزایش جرم خارجی و ثابت فنر اتصال باعث کاهش سرعت فلاتر مجموعه می گردد. در تمامی حالت ها با افزایش زاویه عقبگرد بال سرعت فلاتر افزایش و در نتیجه پایداری سیستم افزایش می یابد. همچنین استفاده از میراگر مغناطیسی به علت کنترل بیشتر بر روی مرز پایداری سیستم مناسب تر می باشد.