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Características de daño y resistencia residual de estructuras de placas de aleación de aluminio de UAV bajo impacto de alta velocidad

Autores: Wang, Yitao; Zhang, Teng; Zhang, Hanzhe; He, Yuting; Ma, Liying

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2026

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Acceso abierto

Artículo científico
2026

Características de daño y resistencia residual de estructuras de placas de aleación de aluminio de UAV bajo impacto de alta velocidad


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Vehículo aéreo no tripulado
Daño por penetración
Microanálisis de superficie de fractura
Resistencia residual
Mecánica de fracturas
Estructura aérea ligera

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Para abordar la creciente vulnerabilidad de las estructuras de fuselaje ligero de vehículos aéreos no tripulados (VANT) a impactos de fragmentos a alta velocidad en entornos operativos complejos, este estudio combina pruebas de penetración por impacto a alta velocidad, pruebas de resistencia cuasi-estática, microanálisis de superficies de fractura y simulación por elementos finitos para revelar sistemáticamente el mecanismo de formación del daño por penetración típico y su influencia en la resistencia residual. Los resultados muestran que dicha penetración induce daños como zonas de fusión local por corte adiabático, grietas de deslaminación y separación de límites de grano, debilitando significativamente la resistencia estática y cambiando el modo de fractura de dominado por ductilidad a dominado por fragilidad. Se propone un criterio de mecánica de fractura modificado con mayor precisión predictiva que el criterio tradicional de sección neta, y se establece un modelo de simulación de alta precisión basado en acoplamiento cuasi-estático explícito, que reproduce bien la morfología del daño y los procesos de fallo por tracción. En comparación con las estructuras de aeronaves tripuladas convencionales, los fuselajes de VANT caracterizados por pieles más delgadas y mayores relaciones de aligeramiento exhiben una sensibilidad más pronunciada a microdefectos inducidos por penetración, lo que hace que la evaluación rápida de la resistencia residual sea esencial para la recuperación operativa y la toma de decisiones sobre reparaciones a nivel de campo. La investigación revela el mecanismo de daño y proporciona un método de evaluación de resistencia residual aplicable a la ingeniería, ofreciendo una base teórica confiable y una herramienta de simulación para la evaluación rápida de daños en VANT y la planificación de reparaciones de rápida ejecución para plataformas de VANT civiles e industriales.

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