Un Elemento Finito de Viga No Lineal con Formulación de Acoplamiento de Flexión-Torsión para Análisis Dinámico con No Linealidades Geométricas
Autores: Patuelli, Cesare; Cestino, Enrico; Frulla, Giacomo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un Elemento Finito de Viga No Lineal con Formulación de Acoplamiento de Flexión-Torsión para Análisis Dinámico con No Linealidades Geométricas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Análisis de vibraciones
Estructuras de caja alar
Efectos aeroelásticos
Acoplamientos no lineales
Acoplamiento de flexión-torsión
Modelo de elementos finitos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
El análisis de vibraciones de estructuras de caja alar es un aspecto crucial del diseño aeronáutico para evitar efectos aeroelásticos durante las operaciones de vuelo normales. La deformación de una estructura de ala puede inducir acoplamientos no lineales, causando un comportamiento dinámico diferente al de su contraparte lineal, y los efectos no lineales deben ser considerados para simulaciones más realistas. Además, los materiales compuestos y el diseño aeroelástico requieren nuevas herramientas de simulación para incluir los efectos de acoplamiento de flexión-torsión. En esta investigación, se utiliza un elemento finito de viga con formulación de acoplamiento de flexión-torsión para investigar los efectos de la deflexión de estructuras de viga con diferentes relaciones de aspecto. Los efectos no lineales se incluyen en la formulación del elemento finito. Se considera el efecto geométrico, aplicando una matriz de transformación dependiente de la deformación. Los efectos de rigidez se introducen en la matriz de rigidez con el Principio de Hamilton y un enfoque de perturbación. Los resultados obtenidos con el modelo de elemento finito de viga se comparan con evidencia numérica y experimental.
Descripción
El análisis de vibraciones de estructuras de caja alar es un aspecto crucial del diseño aeronáutico para evitar efectos aeroelásticos durante las operaciones de vuelo normales. La deformación de una estructura de ala puede inducir acoplamientos no lineales, causando un comportamiento dinámico diferente al de su contraparte lineal, y los efectos no lineales deben ser considerados para simulaciones más realistas. Además, los materiales compuestos y el diseño aeroelástico requieren nuevas herramientas de simulación para incluir los efectos de acoplamiento de flexión-torsión. En esta investigación, se utiliza un elemento finito de viga con formulación de acoplamiento de flexión-torsión para investigar los efectos de la deflexión de estructuras de viga con diferentes relaciones de aspecto. Los efectos no lineales se incluyen en la formulación del elemento finito. Se considera el efecto geométrico, aplicando una matriz de transformación dependiente de la deformación. Los efectos de rigidez se introducen en la matriz de rigidez con el Principio de Hamilton y un enfoque de perturbación. Los resultados obtenidos con el modelo de elemento finito de viga se comparan con evidencia numérica y experimental.