مطالعه پارامترهاي آيروديناميكي موشك بالك خميده و تخت با دو جنس آلومينيوم و فولاد و تاثير آن بر تغيير شكل الاستيك به روش برهم‌كنش دو طرفه ميان سيال و سازه

Study of Aerodynamic Parameters of WAF and Flat Fins Rocket with Two Materials of Aluminum & Steel and Its Effect on Elastic Deformation by Two-way FSI Method

براي پيش بيني دقيق رفتار آيروالاستيك ايستايي، از روش برهم‌كنش دو طرفه ميان سيال و سازه (FSI) براي محاسبه تغيير شكل هاي ايستايي و مشخصات آيروديناميكي موشك تغيير شكل يافته استفاده مي شود. با توجه به مطالعات انجام‌شده تحقيقات كمي درزمينه كاهش وزن سازه‌هاي فضايي انجام‌گرفته است بنابراين به دليل استراتژيك بودن بالَك سازه‌هاي فضايي، رفتار مكانيكي ورق‌ها براي ساخت بالَك به‌صورت تجربي به روش پرس‌كاري شياري محدودشده (CGP) موردمطالعه قرار داده‌شده و با شبيه‌سازي FSI براي مدل بالَك خميده و بالَك تخت با دو جنس آلومينيوم CGP6T-7075 و فولاد 4130 ميزان تغييرشكل به وجود آمده موشك در حال پرواز در ماخ ها و زواياي حمله مختلف مقايسه گرديد. نتايج فرآيند CGP نشان مي دهد با افزايش مراحل اين فرآيند، آلومينيوم 6T-7075 با 38 درصد افزايش در استحكام تسليم در عبور چهارم، 34 درصد افزايش در مقدار استحكام كششي، كاهش 40 درصد ازدياد طول و افزايش 62 درصدي سختي نسبت به نمونه اوليه توليد مي شود. مجموع تغييرشكل در بالَك خميده بسيار كمتر از بالَك تخت مي باشد همچنين تغييرشكل بالَك با جنس آلومينيوم CGP6T-7075 كمتر از بالَك با جنس فولاد 4130 مي‌باشد.

To predict static aeroelastic behavior accurately, two-way fluid and structure interaction (FSI) coupling methods are used to calculate the static deformations and aerodynamic characteristics of the deformed rocket. According to the studies, little research has been done on the weight reduction of space structures. Therefore, due to the stratigicness of the Fin of space structures, the mechanical behavior of the sheets for the construction of the Fin has been experimentally studied using a constrained groove pressing (CGP) method and a comparison has been done between the amounts of deviation caused for a rocket flying in different Mach numbers and different angles of attack, by simulating a two-way FSI Method for WAF and Flat Fins models with two types of material, the CGP 7075-T6 aluminum, and the 4130 steel. Results of constrained groove pressing show that with the increase in the steps of this process, 7075-T6 aluminum with 38% increase of yield strength in fourth transit, 34% increase in tensile strength, 40 percent decrease in elongation, and 62% increase in toughness relative to the prototype, will be produced. The total deviation in WAF Fin is much less than the flat Fin. Also, deviations of Fin made of CGP 7075-T6 aluminum is less than the Fin made of 4130 steel.