Desarrollo de demostradores de alerones de aeronaves para investigaciones rentables de tecnologías de SHM bajo condiciones de carga cuasi-realistas
Autores: Winklberger, Markus; Kralovec, Christoph; Schagerl, Martin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Desarrollo de demostradores de alerones de aeronaves para investigaciones rentables de tecnologías de SHM bajo condiciones de carga cuasi-realistas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Propuesto
Forma de deformación
Direcciones de deformación espacial
Demostrador
Estudios experimentales
Monitoreo de salud estructural
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 41
Citaciones: Sin citaciones
Se propone un demostrador idealizado a escala 1:2 y un algoritmo de optimización de parámetros numéricos para reproducir de cerca la forma de deformación y, por lo tanto, las direcciones de tensión espacial de un alerón de aeronave civil cargado aerodinámicamente, utilizando solo cuatro cargas concentradas. Se requieren estudios experimentales rentables en demostradores de complejidad creciente para transferir conocimientos de muestras a estructuras a escala completa y para generar confianza en las nuevas tecnologías de monitoreo de salud estructural (SHM). Especialmente para probar nuevos sistemas de sensores que dependen de o se ven afectados por tensiones mecánicas, por ejemplo, métodos de SHM basados en tensiones, es esencial que las estructuras a escala de laboratorio consideradas reflejen los estados de tensión de la estructura real en condiciones de carga operativa. Se realizaron simulaciones de elementos finitos con modelos detallados para el análisis de resistencia estática y para la comparación con mediciones experimentales. Las deformaciones simuladas y medidas y las direcciones de tensión espacial del demostrador idealizado se correlacionaron bien con los resultados numéricos del alerón de la aeronave real. Así, utilizando el demostrador idealizado desarrollado, se pueden probar sistemas de SHM basados en tensiones en condiciones que reflejan las cargas de presión aerodinámica operativa, mientras que el esfuerzo y los costos de prueba se reducen significativamente. Además, el algoritmo de optimización de carga presentado se puede adaptar fácilmente para imitar otras cargas de presión en estructuras similares a placas para reproducir condiciones estructurales específicas.
Descripción
Se propone un demostrador idealizado a escala 1:2 y un algoritmo de optimización de parámetros numéricos para reproducir de cerca la forma de deformación y, por lo tanto, las direcciones de tensión espacial de un alerón de aeronave civil cargado aerodinámicamente, utilizando solo cuatro cargas concentradas. Se requieren estudios experimentales rentables en demostradores de complejidad creciente para transferir conocimientos de muestras a estructuras a escala completa y para generar confianza en las nuevas tecnologías de monitoreo de salud estructural (SHM). Especialmente para probar nuevos sistemas de sensores que dependen de o se ven afectados por tensiones mecánicas, por ejemplo, métodos de SHM basados en tensiones, es esencial que las estructuras a escala de laboratorio consideradas reflejen los estados de tensión de la estructura real en condiciones de carga operativa. Se realizaron simulaciones de elementos finitos con modelos detallados para el análisis de resistencia estática y para la comparación con mediciones experimentales. Las deformaciones simuladas y medidas y las direcciones de tensión espacial del demostrador idealizado se correlacionaron bien con los resultados numéricos del alerón de la aeronave real. Así, utilizando el demostrador idealizado desarrollado, se pueden probar sistemas de SHM basados en tensiones en condiciones que reflejan las cargas de presión aerodinámica operativa, mientras que el esfuerzo y los costos de prueba se reducen significativamente. Además, el algoritmo de optimización de carga presentado se puede adaptar fácilmente para imitar otras cargas de presión en estructuras similares a placas para reproducir condiciones estructurales específicas.