ارزيابي قابليت اطمينان سيلندر استرات ارابه فرود يك هواپيماي آموزشي به روش احتمالاتي

Reliability estimation of cylinder strut of a training airplane by means of probabilistic design methodology

در اين مقاله فرآيند تحليل قابليت اطمينان در سازه‌هاي هوايي در قالب پياده‌سازي بر روي يك قطعه خاص تدوين شده است. قطعه مورد نظر سيلندر استرات ارابه فرود يك هواپيماي آموزشي بوده كه يكي از مهم‌ترين قطعات سيستم ارابه فرود مي‌باشد. به دليل شكل خاص اين قطعه، رابطه تحليلي براي محاسبه‌ي تنش در نقاط مختلف آن وجود ندارد. بنابراين ابتدا از طريق روش تقريب پاسخ سطح و با استفاده از جداول باكس- بنكن، رابطه تنش در بحراني‌ترين نقطه قطعه، به دست آمده است. سپس جهت به دست آوردن قابليت اطمينان اين قطعه، در روش احتمالاتي از روش شبيه‌سازي مونت كارلو استفاده گرديده است. نيروهاي وارده به اين قطعه به صورت يك فشار، يك ممان خمشي و يك نيروي متمركز، مدل شده است. اين نيروها به صورت متغيرهاي تصادفي مستقل از يكديگر فرض شده‌اند. همچنين توزيع احتمال فشار و ممان خمشي به صورت نرمال و توزيع احتمال نيروي متمركز به صورت نرمال لگاريتمي فرض شده است. ابعاد قطعه به صورت قطعي درنظر گرفته شده و خصوصيات مكانيكي ماده نيز به صورت يك توزيع نرمال با انحراف معيار مساوي 10 درصد مقدار ميانگين مدنظر قرار گرفته است. نتايج به‌دست‌آمده، حداقل قابليت اطمينان اين قطعه را 99.9997 درصد نشان مي‌دهد. بنابراين از نقطه نظر قابليت اطمينان براي كاربردهاي هوايي ايمن است.

In this paper the methodology of reliability analysis in aerial structures has been developed. This methodology has been carried out on a special specimen. The selected specimen is a cylinder strut of the landing gear system of a training airplane. This specimen is one of the most important parts of the landing gear system. Because of its special shape, no analytical solution exists for calculating the stress in it. Therefore, by means of the surface response method and Box-Behnken tables, a deterministic equation for calculating the stresses in critical points of the specimen has been produced. So, in order to obtain the reliability of this part via probabilistic method, Monte Carlo simulation has been used. The applied loads have been modeled with one pressure, one bending moment and one concentrated force. These loads have been assumed to be independent random variables. Also, the probability distribution function of the pressure and the bending moment have been assumed to be normal and the probability distribution function of the concentrated force has been assumed to be lognormal. The dimensions of the specimen are deterministic and the mechanical properties of the material are a normal distribution with standard deviation equal to 10 percent of its mean value. The results showed that the minimum reliability of this specimen is 99.9997 percent. So, the design of the cylinder strut is safe for aerial applications from the point of reliability.