Kompozit bir gemi pervanesi kanadinda oluşan gerilme analizi

Abstract

Pervane dizaynında bilgisayar programlarının gelişmesine paralel olarak gerçeğe daha yakın analizler daha fazla durum için yapılabilmektedir. Pervane kanat sapma problemi çözümü, yapısal analiz, akışkan analizi ve akışkan yapı etkileşimini içerir. Sonlu elemanlar metodu, kaldırıcı yüzey teorisi ve Bernoulli denklemi sırasıyla yapısal, akışkan, hidroelastik analiz için kullanılır. Sonlu elemanlar metodunu kullanarak bir gemi pervanesinde oluşan basınçların meydana getirdiği yüklerden oluşan şekil değiştirmeleri NiAl bronzu ve kompozit malzeme için incelendi. Geleneksel pervaneler yüksek dayanıklı metal malzemeden yapılır. Onlar sadece biraz deforme olur ve sabit bir hızda çalışmada dizayn edilir. Diğer hızlarda düşük verimde çalışır. Bu araştırma pervaneleri daha geniş hız aralıklarında işleten kompozit bir pervane dizayn eder. Basınç katsayılarının bulunmasında kaldırıcı yüzey teoremi kullanıldı. Bu teorem ile kanadın her pozisyonunun her düğüm noktasındaki basınç katsayılarını elde etmek mümkündür. Bu basınç katsayılarından basınçlar elde edilip ANSYS' te bu değerler girildi ve kanat üzerindeki basınç dağılımı hesaplandı. Kompozit malzeme için ANSYS' te hasar kriterleri girildi. Bu kriterlere göre pervane kanadında yükün fazla olduğu yerler için kompozit malzemenin katman sayısı artırılarak optimum bir kalınlıkta kanat elde edildi. Böylece boyutsuz yarıçaplarda kanat kalınlığı düşük tutularak maliyet azaltıldı.