طراحي و بهينه سازي سازه سكوي پرتاب قايم موشك ماهواره بر پرتاب شونده از روي كشتي به روش المان محدود

Design and Optimization of Vertical Launcher Structure of Launch Vehicle Launching from the Ship Using Finite Element Method

سكوهاي‌ پرتاب، عناصر اصلي‌ مجموعه‌هاي‌ موشكي‌ مي‌باشند و انجام‌ عمليات‌ اصلي‌ مربوط‌ به‌ آماده‌سازي‌ پيش‌ از شليك و پرتاب‌ موشك‌ها را فراهم‌ مي‌سازند. شكل سازه‏ي گهواره و ابعاد آن، به بارهاي موثر و نيز به اندازه و وزن موشك بستگي دارد. در اكثر سازه‏ گهواره‏‏‏ها دو تير كه توسط اتصالات عرضي به هم متصل شده‏اند، به عنوان عضوهاي اصلي مي‏باشند. بنابراين محاسبه شتاب‌ها (نيروهاي) وارده از طرف كشتي به سازه گهواره پرتاب نيز ضروري مي‌باشد. المان قاب فضايي براي طراحي مورد استفاده قرار گرفته و كد المان محدود براي محاسبه تنش و تغيير شكل در سازه، در نرم‏افزارمتلب نوشته شده‏ است. همچنين براي بهينه سازي از روش الگوريتم ژنتيك استفاده شده و كد اين الگوريتم نيز در نرم افزار متلب تدوين گرديده است هر يك از كدهاي نوشته شده با مثال هاي حل شده صحت سنجي گرديده، كه نتايج مطلوبي را نشان مي‏دهد. تابع هدف وزن‏ سازه گهواره بوده و جابجايي وتنش تسليم به عنوان قيود و مشخصات هندسي سطح مقطع، متغييرهاي طراحي مي‏با‏شد.

Launching pads are among the essential elements of missiles and their main function is to prepare missiles for launch. Tower launchers dimension and configuration depend on effective loads, dimension and weight of the missile. In the majority of tower launchers, two bars connected to each other with crossbar connectors are considered to be the basic parts. Therefore, it is essential to calculate accelerations (forces) applied from ship to structure of the tower launcher. Space frame element is used for designing and a finite element code has been written in MATLAB Software to calculate stress and deformities of the structure. A Genetic algorithm which is codified in MATLAB has been used for optimization. All of the written codes have been compared to experimental data and results confirm the accuracy and exactness of the outcome. In this design weight of the tower launcher was the target equation, displacement and yield stress were constraints and geometrical specifications of the cross section were variables.