تحليل اثر حضور الگوها و اندازه هاي آسيب ها بر پاسخ مكانيكي اسپار كامپوزيتي بال هواپيماهاي سبك

Analysis of the effect of presence of damage patterns and sizes on the mechanical response of light aircraft wing composite spar

مهم‌ترين عاملي كه سلامت يك سازه را با خطر مواجه مي‌كند، وجود عيوبي است كه به دلايل مختلف در آن سازه وجود داشته يا پديدار مي‌شوند. بنابراين، ضروري است شناختي كافي از اثر حضور انواع آن آسيب‌ها بر پاسخ مكانيكي سازه وجود داشته‌باشد. در مقاله حاضر، به بررسي اثر حضور و ويژگي‌هاي آسيب در يكي از حساس‌ترين اجزاء يك سازه هوايي يعني اسپار كامپوزيتي بال هواپيما از منظر محاسبه تغييرات پاسخ مكانيكي آن در نقاط معيار پرداخته‌شده-است. با شناسايي اثرات، الگوريتم پياده‌سازي سيستم پايش سلامت سازه قابل شناسايي خواهدبود. از روش قدرتمند المان محدود در تعيين نتايج با دقت مناسب در تغييرات رفتار مكانيكي بهره گرفته شده‌است. محاسبه و رصد تغييرات خواص مكانيكي جامع اسپار در قالب مدل‌هاي متعدد، به‌عنوان مبناي فرآيند پايش سلامت اسپار كامپوزيتي تعريف گرديده‌است. ارزيابي نتايج، نشان مي‌دهد تغيير رفتار مكانيكي اسپار كامپوزيتي در بارهاي اعمالي مختلف، ارتباط مستقيم با محل ايجاد آسيب، نحوه رشد و اندازه‌ي آسيب دارد و موقعيت‌ مكاني آسيب با تأثير بيشتر و مهم‌تري نسبت به اندازه آسيب بر تغييرات رفتار مكانيكي اسپار كامپوزيتي همراه است.

The most important factor that threatens the health of a structure is the existence of imperfections that occur or appear in different contexts as damage. Therefore it is necessary to have adequate cognition of the effect of the presence of different types of damage on the mechanical response of the structure. In the present paper, the effect of the presence and characteristics of damage on the light aircraft wing composite spar as one of the most important components from the perspective of computing the variations of its mechanical response in the criterion points has been investigated. By determining the effects, the algorithm of the implementation of the health monitoring system of the structure will be identifiable. The computation and observation of changes in the mechanical properties of spar in a variety of models have been performed as the basis of the composite spar health monitoring process through FEM. The results represents that the mechanical behavior of composite spar in different loadings are in direct relation with the location of damage in which nucleated, damage growth process and sizes. The damage location represents more important effect than the damage size to the changes produced in the mechanical behavior of the composite spar.