اصول ديناميكي طراحي يك سازه تراست استند و روش هاي بهبود پاسخ ديناميكي آن

اصول ديناميكي طراحي يك سازه تراست استند و روش هاي بهبود پاسخ ديناميكي آن

به منظور سنجش دقت عملكرد موتور موشك ها و راكت ها آنها را در دستگاهي به نام تستر(تراست استند) آزمايش مي‌كنند. در اين مقاله به نحوه طراحي ديناميكي يك سازه تراست استند به منظور تست موتورهايي با حداكثر نيروي تراست ton 5 و تدوين اصول طراحي آن در مقابل ارتعاشات اتفاقي موتور سوخت جامد پرداخته شده است. ابتدا مفاهيمي از چگونگي اثرپذيري تسترها از ارتعاشات موتور شرح داده شده است. سپس با استفاده از اطلاعات تراست-زمان سه نوع موتور سوخت جامد, تابع تراكم طيفي قدرت (PSD) موتورها توسط نرم‌افزار MATLAB، محاسبه شده است. آنگاه چندين طرح تستر درSolidWorks طراحي شده و توسط نرم‌افزارANSYS پاسخ ديناميكي آنها محاسبه شده است. سعي شده است با تغييرات در سازه, پاسخ ديناميكي آنها بهبود داده شود. از ميان انواع تسترهاي طراحي شده، طرحهاي معدودي وجود دارند كه قابليت بهبود پاسخ ديناميكي بهتري دارند. افزايش هر چه بيشتر فركانس هاي طبيعي تستر، سازه را در مقابل ارتعاشات موتور ايمن مي‌كند. سازه خرپايي به دليل قابليت بهبود پاسخ ديناميكي بهتر، يكي از گزينه‌هاي مناسب براي تستر است. كم كردن جرم سازه، استفاده از انواع مقاطع لوله و كوتاه كردن طول عضوها از جمله راهكارهايي هستند كه موجب افزايش فركانس هاي طبيعي سازه مي‌شود.

Successful development, evaluation, and qualification of propulsion systems such as turbojet and turbofan engines and rocket motors require the measurement of the performance and reliability of these systems. Thrust stands or testers are instruments for solid and liquid motors test. These apparatuses extract the characteristics of motors such as temperature, pressure, force and torque. In this paper, the dynamic design principles of a typical thrust stand have been detailed and methods to improve dynamic response have been developed. A thrust stand should be affected by random vibrations of solid motors as slightly as possible during firing. At first some Power Spectral Density (PSD) of three kinds of solid motors has been calculated by MATLAB codes. Then a number of tester structures by Solidworks have been designed and their dynamic responses have been determined by ANSYS codes. An attempt has been made to improve dynamic responses through changing the structure. Results showed that just some models could be improved. Increase of natural frequencies protects the structure from motors random vibrations. Truss structure is a good choice for testers. Decrease of mass, using different types of tube sections and short members are effective methods for improving dynamic responses.