Diseño de laminados compuestos bistables de rigidez variable y su aplicación en alas de curvatura variable
Autores: Xie, Hanqi; Zhang, Shujie; Yang, Yizhang; Zhou, Yang; Zhao, Hongxiao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Diseño de laminados compuestos bistables de rigidez variable y su aplicación en alas de curvatura variable
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Estructura laminada bistable
Características de deformación
Diseño de rigidez variable
Parámetros geométricos
Capa metálica
Eficiencia aerodinámica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
La estructura laminada bistable se utiliza ampliamente en muchos campos debido a sus características de deformación únicas. En la ingeniería práctica, los laminados bajo diferentes restricciones estructurales exhibirán diferentes características de deformación en estado estacionario. Este estudio propone una nueva estructura laminada bistable basada en la aplicación de un diseño de rigidez variable al elemento de deformación. Al ajustar el área de colocación de la capa metálica en la zona de rigidez variable, se puede cambiar la deformación fuera del plano y la distribución de curvatura local para satisfacer mejor los requisitos de aplicación. Este estudio adopta el método de simulación numérica por elementos finitos para investigar sistemáticamente la influencia de los parámetros geométricos, la proporción de la longitud del borde de la capa metálica y el número de capas en el rendimiento de deformación de los laminados bistables. Considerando el diseño de un ala flexible bistable de curvatura variable, se adoptó el diseño de rigidez variable propuesto en este estudio para coordinar la distribución de curvatura de los laminados, haciendo que el perfil aerodinámico del ala sea más uniforme y suave, y mejorando la eficiencia aerodinámica. Los resultados de la investigación no solo proporcionan nuevas ideas para el diseño de laminados bistables bajo restricciones complejas, sino que también ofrecen referencias de diseño para la optimización de peso y la mejora del rendimiento aerodinámico de alas morphing bistables.
Descripción
La estructura laminada bistable se utiliza ampliamente en muchos campos debido a sus características de deformación únicas. En la ingeniería práctica, los laminados bajo diferentes restricciones estructurales exhibirán diferentes características de deformación en estado estacionario. Este estudio propone una nueva estructura laminada bistable basada en la aplicación de un diseño de rigidez variable al elemento de deformación. Al ajustar el área de colocación de la capa metálica en la zona de rigidez variable, se puede cambiar la deformación fuera del plano y la distribución de curvatura local para satisfacer mejor los requisitos de aplicación. Este estudio adopta el método de simulación numérica por elementos finitos para investigar sistemáticamente la influencia de los parámetros geométricos, la proporción de la longitud del borde de la capa metálica y el número de capas en el rendimiento de deformación de los laminados bistables. Considerando el diseño de un ala flexible bistable de curvatura variable, se adoptó el diseño de rigidez variable propuesto en este estudio para coordinar la distribución de curvatura de los laminados, haciendo que el perfil aerodinámico del ala sea más uniforme y suave, y mejorando la eficiencia aerodinámica. Los resultados de la investigación no solo proporcionan nuevas ideas para el diseño de laminados bistables bajo restricciones complejas, sino que también ofrecen referencias de diseño para la optimización de peso y la mejora del rendimiento aerodinámico de alas morphing bistables.