تحلیل سازه‌ای پروانه کامپوزیتی دریایی به روش اجزاء محدود و بهینه سازی لایه چینی پره‌ها با استفاده از الگوریتم ژنتیک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 گروه هیدرومکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

چکیده

در سالیان اخیر تقاضا برای استفاده از کامپوزیت‌ها در صنایع دریایی به دلیل بهبود عملکرد سازه‌ای و هیدرودینامیکی سازه‌های دریایی افزایش یافته است. از نظر تجاری مواد اولیه برای ساخت پره‌های کامپوزیتی موجود می‌باشد. ولی آنچه که بسیار اهمیت دارد، ترکیب صحیح از الیاف، رزین و قراردادن لایه‌ها بر روی یکدیگر برای دستیابی به سازه‌ای با استحکام بالا و عملکرد مناسب می‌باشد. در این مقاله جهت بهبود سختی و کنترل تغییر هندسه پره‌های یک پروانه از جنس کربن/اپوکسی از الگوریتم ژنتیک جهت بهینه‌ سازی لایه چینی پره‌ها و دستیابی به لایه چینی با حداقل تغییر شکل نوک پره استفاده شده است. در واقع فرآیند بهینه سازی به کمک ارتباط بین نرم افزارهای ABAQUS و MATLAB انجام گردیده است. زوایای بهینه پروانه کامپوزیتی با استفاده از این فرآیند بدست آمده‌اند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


20084-5000

Lin, Gau-Feng., “Three Dimensional Stress Analysis of a Fiber Reinforced Composite Thruster Blade”, the society of naval architects and marine engineers.,1991.

LIN, H.J., and Tsai, J.F., ‘‘Analysis of Underwater Free Vibrations of a Composite Propeller Blade,’’ Journal of REINFORCED PLASTICS AND COMPOSITES, Vol. 27, No. 5/2008.

Kishore, M.L.Pavan., and Behera, R.K., and Bezawada., Sreenivasulu., ‘‘Structural Analysis of NAB Propeller Replaced With Composite Material,’’ International Journal of Modern Engineering Research (IJMER), Vol.3, Issue.1. pp-401-405. Jan-Feb. 2013.

MOHAMMED AHMED KHAN., Design and Dynamic analysis on composite propeller of ship using FEA, International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), Vol.2 , No.1, Pages:310 – 315. 2013.

DNV, RULES FOR CLASSIFICATION OF Ships /High Speed, Light Craft and Naval Surface Craft, PART 4 CHAPTER 5, Rotating Machinery, Driven Units, Propeller, JULY 2013.

Motley, M.R., and Liu, Z., ‘‘Utilizing fluid-structure interactions to improve energy efficiency of composite marine propellers in spatially varying wake,’’ Composite Structures. March 18, 2009.

Ghassemi H., “A Study On Hydrodynamic Analysis Of Propellers And Cavitation Prediction Of Hydrofoils By The Application Of Surface Panel Method”, Ph.D. Thesis, Yokohama National University, Japan, March 1997.

Autar Kaw, MECHANICS OF COMPOSITE MATERIALS, Second Edition, Taylor & Francis Group,Boca Raton London New York,2006.

Kishore, M.L.Pavan., and Behera, R.K., Replacement of Nab Propeller Blade with Composite for Strength Criteria, International Journal of Engineering Science Invention (IJESI), ISSN: 2319 – 6734. pp-42-46. Sep-Oct. 2012.

Lin, G.-F., Comparative Stress/Deflection Analysis of a Thick-Shell Composite Propeller Blade, DTRC/SHD-1373-01, David Taylor Research Center, Bethesda, MD 20084-5000.1991.

H. J. LIN., Strength Evaluation of a Composite Marine Propeller Blade, Journal of Reinforced Plastics and Composites 2005.

Manudha, T. Herath., and Prusty ,B. Gangadhara, Development of a shape-adaptive composite propeller using bend-twist coupling characteristics of composites, Third International Symposium on Marine Propulsors, smp’13, Launceston, Tasmania, Australia, May 2013.

Yin Lu Young, and Michael R. Motley, Influence of Material and Loading Uncertainties on the Hydroelastic Performance of Advanced Material Propellers, Second International Symposium on Marine Propulsors, smp’11, Hamburg, Germany, June 2011.

Azzam Ahmed, Prediction the damping and delamination of the composite propeller laminated, International Journal of Engineering Science and Technology (IJEST), Vol. 4 No.06 June 2012.

N. L. Mulcahy  and B. G. Prusty, Hydroelastic tailoring of flexible composite propellers, Ships and Offshore Structures, Vol. 5, No. 4, 2010, 359–370.

Y. Hara and T. Yamatogi, performance evalution of composite marine propeller for a fishing boat by fluid-structure interaction analysis, 18TH International conference on composite materials, 21-26 Aug 2011.

Kishore, M.L.Pavan., and Behera, R.K., Determination of Optimal Stacking Sequence for Modal Characteristics Evaluation of Composite Marine Propeller Blade, Journal of Mechanical Design and Vibration, Vol.2, No. 4, 94-101, 2014.

Abaqus 6.12 Documentation, a product of Dassault Systèmes Simulia Corp., Providence, RI, USA.

Optimization Tool, MATLAB 2014 Quick.