در سال های اخیر ، هواپیماهای بدون سرنشین (هواپیماهای بدون سرنشین) به طور گسترده در زمینه های مختلف ، از کشاورزی ، بازرسی زیرساخت ها ، بررسی بلایا و سایر برنامه های صنعتی گرفته تا برنامه های تفریحی استفاده می شود. انواع مختلفی از پهپادها وجود دارد ، اما جریان اصلی هواپیماهای چند روتور با چهار یا چند روتور برای کنترل حرکت و ارتفاع است. بدنه چند بال باید هم وزن کم داشته باشد تا بار را افزایش دهد و هم برای حمایت از رانش سفت باشد. اگرچه ساخت این سازه آسان است ، اما برخی مشکلات را باید در نظر گرفت ، مانند افزایش وزن به دلیل اتصال چند قسمت و محدودیت ساختار بدنه به دلیل شکل مواد. به منظور دستیابی به قابلیت حمل و قابلیت ، یک روش ایده آل برای استفاده از CFRP سه بعدی برای ساخت بدنه است. با بهینه سازی چیدمان مواد ، می توان مقدار مشخصی از مواد غیر ضروری را حذف کرد و الیاف را جهت استفاده از ناهمسانگردی نسبت به بار جهت گیری کرد. بهینه سازی ساختار بدنه با استفاده از توپولوژی تیم همکاری شکل اولیه قسمت بالایی را برای تجزیه و تحلیل و با استفاده از بدنه موجود به عنوان پایه طراحی کردند. اگرچه طرح های بدنه موجود دارای لبه هستند ، اما سطوح صاف و پیوسته و زاویه های پیش نویس مناسب را با در نظر گرفتن قابلیت ماشین کاری قالب ، دوباره طراحی می کنند. مرکز مسطح است و می تواند آنتن گیرنده GPS را در خود جای دهد.
مدل اولیه شکل برای تجزیه و تحلیل. مرکز مسطح است و می تواند آنتن گیرنده GPS را در خود جای دهد.
بدنه موجود از رزین ABS با ضخامت حدود 1.5 میلی متر ساخته شده است و دارای ساختار پوسته مونومر به شکل کیسه کاملاً بسته است. به همین دلیل ، یک پوسته با ضخامت 2 میلی متر به عنوان مدل تجزیه و تحلیل برای محاسبه محدوده طراحی استفاده می شود. از آنجا که فیبر کربن در یک منطقه مسطح در اطراف آنتن GPS قرار می گیرد ، این منطقه در محدوده طراحی قرار نمی گیرد. بدنه از قسمت فوقانی و قسمت پایین بدنه تشکیل شده است که توسط تعدادی از اتصالات و پیچ ها به هم متصل شده اند. حالت اتصال با اتصال عناصر موقعیت پیچ شبیه سازی می شود. شرایط مرزی و نتایج بهینه سازی توپولوژی
هنگامی که هواپیما در هوا معلق می شود ، بدن تحت نیروهای مختلفی قرار می گیرد که اندازه گیری یا برآورد آنها دشوار است. در این پروژه ، تیم به عنوان یک مورد بدون استفاده از شرایط واقعی ، پایه ای را که بار بر روی آن متصل می شود ثابت کرد و شرایطی را برای شش تغییر مختلف بار / گشتاور اعمال شده در چهار گوشه روتور (مورد بار) ایجاد کرد. سپس ، شکلی که بیشترین سختی را در شش مورد بار مختلف ایجاد می کند ، تعیین می شود. نتایج تجزیه و تحلیل این مقاله نتایج بهینه سازی برای وضعیت مدل خاص است و نمی تواند به طور گسترده در ماشین واقعی استفاده شود.
طراحی مجدد شکل با توجه به نتایج بهینه سازی با در نظر گرفتن هر شش مورد بار ، نتایج بهینه سازی منجر به شکل کاملاً پوشیده از الگوی شبکه نسبتاً یکنواخت می شود. تنظیم شرایط مرزی متعدد ممکن است منجر به نتایج بالقوه با کارایی بالا شود. نتایج تجزیه و تحلیل داده های مش اجزای محدود است که نمی تواند به عنوان داده CAD استفاده شود. بنابراین ، شکل بدنه بهبود یافته با توجه به نتایج بازسازی می شود. روش تولید: فناوری قرار دادن فیبر سفارشی (TFP) قرار دادن فیبر سفارشی یکی از روش هایی است که برای ساخت قالب های اولیه استفاده می شود ، که در آن دسته ای از الیاف کربن بلند پیوسته به پارچه پایه دوخته می شود. اگرچه این روش در قطعات هواپیما و سایر کاربردها استفاده شده است ، اما تقریبا هیچ مورد تجاری در ژاپن وجود ندارد و می توان با استقرار این فناوری در اسرع وقت ، پیشرفت تجاری آینده را انتظار داشت. در این مطالعه ، با استفاده از این روش ، الیاف کربن مطابق نتایج بهینه سازی مرتب شده اند تا عملکرد هواپیما را بدون از دست دادن ناهمسانگردی افزایش دهند. از آنجا که پریفرم به شکل صفحه ای ساخته شده است ، باید این پریفرم به گونه ای طراحی شود که شکل پس از شکل گیری صاف و باز شود ، به طوری که در فرایند شکل دهی ، شکل سه بعدی در قالب بازسازی شود.
قالب گیری VARTM CFRP VARTM یک فناوری قالب گیری انتقال رزینی (RTM) است که در آن از قالب برای قالب گیری استفاده می شود و مکش فشار خلاء در طول اشباع رزین مایع اعمال می شود. یک پریفرم در قالب آلومینیومی یک طرفه (قالب زن در سطح بیرونی بدنه) قرار می گیرد و با مواد کیسه ای مهر و موم می شود. مکش خلاء برای کمک به اشباع رزین های مقاوم در برابر حرارت استفاده می شود ، که سپس در اتوکلاو پخت می شوند. با توجه به اندازه کمی بزرگتر پیش شکل ، الیاف نمونه اولیه اولین دندانه دار هستند. برای اصلاح این ، در مرحله طراحی نمونه اولیه دوم ، ابعاد با تغییر مقدار جابجایی بین صفحه مرکزی پیش ساخته و سطح بدنه تنظیم می شود. نمونه اولیه دارای مشکلات کیفی است ، از جمله اشباع ناکافی رزین در فیبر کربن و فضای باقی مانده و فضاهای خالی در بسته فیبر کربن. در روند بسته بندی خلاء ، اشباع و تولید اتوکلاو ، اقدامات متقابل زیر اتخاذ شد: تغییر روند برش پارچه شیشه ای. کاهش ویسکوزیته رزین ؛ برعکس کردن قالب قالب پیش ساخته. فرآیند اشباع را تغییر دهید. نتایج نشان می دهد که اثر آغشته شدن پارچه شیشه ای بهتر است ، اما حفره های بیشتری در سطح و داخل بسته نرم افزاری فیبر کربن وجود دارد. در حال حاضر ، تحقیقات بیشتری برای بهبود کیفیت قطعات قالب گیری شده مورد نیاز است. این تیم آزمایش های پروازی را روی هواپیما انجام داد و قابلیت عملی بودن آن را ارزیابی کرد. خلبان قدرت مانور را آزمایش کرد. نتایج رضایت بخش است ، زیرا پاسخ در هنگام فرمان بهتر از هواپیماهای رزینی ABS است. ترکیبی از بهینه سازی توپولوژی و مواد CFRP انتظار می رود که قطعات سازه ای با کارایی بالا را با وزن سبک و استحکام بالا ارائه دهد. این مطالعه تأیید کرد که ساختار CFRP سه بعدی را می توان با استفاده از پیش فرم TFP روی بدنه چند بال تشکیل داد. در آینده ، با جمع آوری دانش طراحی پیش ساخته و روش های قالب گیری کامپوزیت الیاف کربن ، می توان انتظار داشت که در محصولات مختلف حوزه هوافضا به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرد.
