Análisis Estático y Dinámico de Estructuras de Nariz de Vehículos de Re-Entrada Hechas de Diferentes Materiales Funcionalmente Gradientes
Autores: Balaraman, Panneerselvam; Stephen Joseph Raj, Vijayaraj; Sreehari, Veloorillom Madhavan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Análisis Estático y Dinámico de Estructuras de Nariz de Vehículos de Re-Entrada Hechas de Diferentes Materiales Funcionalmente Gradientes
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Aplicaciones aeroespaciales
Componentes estructurales de paredes delgadas
Alta relación resistencia-peso
Materiales graduados funcionalmente
Análisis térmico
Estructuras de nariz de vehículos de reentrada
Licencia
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Las aplicaciones aeroespaciales de alta velocidad, como los vehículos de reentrada, implican principalmente componentes estructurales de paredes delgadas con una alta relación resistencia-peso y resistencia a altas temperaturas. El presente trabajo novedoso comprende el análisis estructural y térmico de las estructuras de la nariz de vehículos de reentrada hechas de cuatro materiales funcionalmente graduales (FGM). Se han considerado cuatro estructuras de cascarón FGM hechas de aluminio/carbono de silicio, aluminio/óxido de aluminio, Ti-6Al-4V/carbón de silicio y Ti-6Al-4V/óxido de aluminio para la nariz del vehículo de reentrada. Se ha estudiado el efecto de varios entornos térmicos, así como el aumento lineal de temperatura de rico en metal a rico en cerámica sobre la temperatura crítica de pandeo y la frecuencia natural. La temperatura crítica de pandeo, así como la frecuencia natural de las grandes y delgadas estructuras de la nariz del vehículo de reentrada, disminuyen con un aumento en un entorno térmico uniforme, así como con el aumento lineal de temperatura. También se estudia el efecto del grosor de la cascarón en las características de pandeo y dinámicas de un cascarón FGM, adaptándose a la nariz del vehículo de reentrada bajo varios aumentos lineales de temperatura. La temperatura crítica de pandeo y la frecuencia natural se cuantifican para varios casos, y se observó que están significativamente influenciadas por el grosor de la cascarón. Así, la investigación pretende determinar el grosor requerido para tales cascarones delgados y grandes para soportar las condiciones térmicas de reentrada.
Descripción
Las aplicaciones aeroespaciales de alta velocidad, como los vehículos de reentrada, implican principalmente componentes estructurales de paredes delgadas con una alta relación resistencia-peso y resistencia a altas temperaturas. El presente trabajo novedoso comprende el análisis estructural y térmico de las estructuras de la nariz de vehículos de reentrada hechas de cuatro materiales funcionalmente graduales (FGM). Se han considerado cuatro estructuras de cascarón FGM hechas de aluminio/carbono de silicio, aluminio/óxido de aluminio, Ti-6Al-4V/carbón de silicio y Ti-6Al-4V/óxido de aluminio para la nariz del vehículo de reentrada. Se ha estudiado el efecto de varios entornos térmicos, así como el aumento lineal de temperatura de rico en metal a rico en cerámica sobre la temperatura crítica de pandeo y la frecuencia natural. La temperatura crítica de pandeo, así como la frecuencia natural de las grandes y delgadas estructuras de la nariz del vehículo de reentrada, disminuyen con un aumento en un entorno térmico uniforme, así como con el aumento lineal de temperatura. También se estudia el efecto del grosor de la cascarón en las características de pandeo y dinámicas de un cascarón FGM, adaptándose a la nariz del vehículo de reentrada bajo varios aumentos lineales de temperatura. La temperatura crítica de pandeo y la frecuencia natural se cuantifican para varios casos, y se observó que están significativamente influenciadas por el grosor de la cascarón. Así, la investigación pretende determinar el grosor requerido para tales cascarones delgados y grandes para soportar las condiciones térmicas de reentrada.