طراحی و ساخت جاذب دینامیکی برای کاهش صدای یک هواپیمای توربوپراپ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 نویسنده مسئول و کارشناس ارشد مکانیک، دانشکده مکانیک دانشگاه تهران/ هواپیماسازی ایران؛

2 استاد، دانشکده مکانیک دانشگاه تهران

3 کارشناس ارشد مکانیک، دانکشده مکانیک دانشگاه آزاد خمینی شهر/ هواپیماسازی ایران

4 کارشناس مکانیک، دانشکده مکانیک دانشگاه اهواز/ هواپیماسازی ایران

چکیده

صدای حاصل از موتور که از راه سازه و بدنه به داخل هواپیما نفوذ می‌نماید یکی از مشکلات جدی برای طراحان هواپیماهای توربوپراپ به‌شمار می‌رود. چرخش ملخ‌های موتور، منبع اصلی صدا در این نوع هواپیماها هستند. این صدا‌ها بدنه هواپیما را به ارتعاش در می‌آورند. به دلیل فرکانس پایین صدای حاصل از ملخ، کاهش سر و صدای ایجاد شده در داخل هواپیما توسط مستهلک کننده‌هایی همچون لاستیک، ویسکوالاستیک و سایر جاذب‌های غیر دینامیکی امکان‌پذیر نیست. در این مقاله طراحی جاذب دینامیکی برای نصب، روی بدنه برای جذب ارتعاش و استهلاک انرژی صوت در سازه هواپیما که مسیر انتقال ارتعاش و صوت است، مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا روابط تئوری برای طراحی جاذب‌های دینامیکی قابل تنظیم استخراج شده، سپس طرح اجزاء محدود جاذب، با استفاده از نرم‌افزار انسیستحلیل شده و در پایان، ساخت و آزمایش آن برای هواپیمای توربوپراپ آنتونف 140 انجام شده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Design and Manufacturing of a Vibration Absorber for Sound Reduction of a Turboprop Aircraft

نویسندگان [English]

  • Hamed Malakoti khah 1
  • Mahmood Mosavi Mashhadi 2
  • Arash Golshah 3
  • Omid Mohammadpor 4
چکیده [English]

The sound produced by the engine penetrates into the airplane through the structure and fuselage is still a grave concern for turboprop plane designers. The engine’s propellers rotation is the main source of the sound in this kind of planes, the sound is transmitted to the fuselage through the structure and air so makes it vibrated. The decrease of noise made in the planes by dampers such as rubber, visco-elastic, and other non-dynamic absorber is not possible due to frequency low level. The present study investigates the designing of dynamic absorber for installing on the fuselage to absorb vibration and damping of the sound energy in the structure of the plane which makes the transmission way of vibration and sound possible in the structure. In the beginning, the theoretical relationship to design tunable dynamic absorber is gained, then the finite element model of the absorber is analyzed by ANSYS, and at the end, structuring and examining it for turboprop Antonov- is carried out. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tunable dynamic absorber
  • Turboprop aircraft
  • Sound reduction
  • Vibration reduction
  • finite element

مراجع

[1] D. B. Den Hartog; Mechanical Vibrations, McGraw-Hill, 1956.
[2] R.E.D. Bishop, D.B. Welbourn, “The problem of the dynamic vibration absorber”, Engineering 174, 796, 1952.
[3] P. H. Wirsching, G. W. Campbell, “Minimal structural response under random excitation using the vibration absorber”, Earthq. Engng. Struct. Dynam. 2, pp. 303-312, 1974.
[4] M. Z. Kolovsky, “Nonlinear dynamics of active and passive systems of vibration protection”, Springer Verlag, Berlin, 1999.
[5] Linya Liu, Wenjie Shao, “Design and dynamic response analysis of rail with constrained damped dynamic vibration absorber”, Procedia Engineering, Vol. No. 15, pp. 4983-4987, 2011.
[6] P. Gardonio, “Review of active techniques for aerospace vibro-acoustic control”, J. Aircraft 39(2), pp. 206-214, 2002.
[7] Y.M. Huang, C.R. Fuller, “The effects of dynamic absorbers on the forced vibration of a cylindrical shell and its coupled interior sound field”, Journal of Sound and Vibration, Vol. No. 200, pp. 401-418, 6 March 1997.
[8] W. O. Wong, Y. L. Cheung, “Optimal design of a damped dynamic vibration absorber for vibration control of structure excited by ground motion”, Engineering Structures, 2006.
[9] J. P. Den Hartog; Mechanical Vibrations, Dover Publication Inc, 1985.
[10] B. G. Korenev, L. M. Rezinkov, “Dynamic vibration absorbers”, Theory and Technical Applications, John Wiley & Sons, 1993.
[11] He Ye Xiao, Mei Ping Sheng, Ye Lei, “A new type dynamic vibration absorber to reduce broad-band vibration in plates”, Advanced Materials Research, Vol. No. 148-149, pp. 485-497, 2010.
[12] R. Vinayak, M. K. Ghosh, “Forced vibration response of thin plate with discrete dynamic absorbers”, Thin-Walled Structures 43, pp. 1513-1533, 2005.
[13] Zhaohui Sun, Jincai Sun, Chong Wang, Yang Dai, “Dynamic vibration absorbers in structural vibration control under multi-frequency harmonic excitations”, Applied Acoustics, Vol. No. 48, pp. 311-321, August 1996.
[14] Yii-Mei Huang, Chun-Cheng Chen, “Optimal design of dynamic absorbers on vibration and noise control of the fuselage”, Computers & Structures, Vol. No. 76, pp. 691-702, 30 July 2000.
[15] R. Golmohamadi; Noise & Vibration Engineering, Daneshjoo Press, 2004.
[16] S. Graham Kelly; Theory and Problems of Mechanical Vibrations, Schaum's Outline Series, McGraw-Hill, The United States of America, 1996.
[17] ANSYS 12.0. User’s Reference Manual, 2008.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار