طراحی و تحلیل تنش پروانه دریایی کامپوزیتی به روش المان محدود

در این تحقیق طراحی، تحلیل و بهینه سازی یک پروانه دریایی از جنس فلز و کامپوزیت انجام شده است. ابتدا هندسه این پروانه به کمک نرم افزار prpcad که مخصوص طراحی پروانه می باشد، ایجاد و اصلاحات لازم روی هندسه انجام شده است. سپس بارگذاری مربوط به این پروانه توسط یک تحلیل هیدرودینامیکی در نرم افزار fluent تعیین شد. در مرحله بعد تحلیل یک مدل فولادی تحت بارگذاری تعیین شده، انجام و نتایج مربوط به تغییر شکل و تنش های ایجاد شده در مدل استخراج گردیده است. سپس مدل کامپوزیتی با هندسه مشابه با هندسه فلزی در چند بخش هاب فلزی، مغزی فوم برای پره ها و پره های از جنس الیاف شیشه و رزین اپوکسی ایجاد و طراحی چیدمان کامپوزیتی به صورت مجزا روی لایه ها و هاب انجام شده است. در ادامه، تحلیل های مربوط به مدل کامپوزیتی انجام و نتایج مربوطه از جمله تغییر شکل و ضریب اطمینان تسای- وو برای لایه های مختلف به دست آمده است. با تغییر چیدمان الیاف و به کمک روش سطح پاسخ و با استفاده از الگوریتم ژنتیک، چیدمان بهینه برای پره ها تعیین و مدل کامپوزیتی مجدداً تحلیل می شود. در پایان نتایج مربوط به مدل فلزی و کامپوزیتی مقایسه و کاهش وزن مدل کامپوزیتی نسبت به مدل فلزی در نسبت استحکام و تغییر شکل مشابه نشان داده شده است.