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Análisis de elementos finitos de placas Mindlin-Reissner de gradiente funcional para deflexión de alas cónicas e interpoladas de aeronaves y análisis modal

Autores: Hajjia, Ali; Gouzi, Mohammed Berrada; Harras, Bilal; El Khalfi, Ahmed; Vlase, Sorin; Luminita, Maria

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Análisis de elementos finitos de placas Mindlin-Reissner de gradiente funcional para deflexión de alas cónicas e interpoladas de aeronaves y análisis modal


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Estructuras alares
Teoría de placas Mindlin-Reissner
MGMs
Materiales con gradiente funcional
Método de elementos finitos
Simulaciones ANSYS

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 34

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento explora y discute cómo vibran las estructuras alares utilizando la teoría de placas de Mindlin-Reissner, que tiene en cuenta los efectos de la deformación por cizalladura transversal e inercia rotativa. Esta teoría funciona bien para estructuras más gruesas, como alas de aviones, donde proporciona precisión al detectar los efectos de cizalladura y rotación. Los MGF, o materiales con gradiente funcional, se utilizan en aviación para mejorar los patrones estructurales y reducir puntos de tensión al cambiar gradualmente las propiedades del material a lo largo del grosor del ala basándose en el índice de fracción volumétrica. Se realizaron simulaciones mediante el método de elementos finitos (MEF) para comparar las frecuencias naturales y formas modales de geometrías alares cónicas e interpoladas. Los resultados indican que las mallas interpoladas presentan frecuencias naturales más altas debido a un aumento de la rigidez, mientras que las mallas cónicas muestran frecuencias más bajas debido a su flexibilidad. La validación a través de simulaciones de ANSYS confirma la precisión de los resultados del MEF, resaltando la influencia de la geometría y la gradación del material en el comportamiento vibracional. Los hallazgos ofrecen información valiosa para aplicaciones aeroespaciales, apoyando el desarrollo de diseños alares ligeros y eficientes.

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