Ala de transformación basada en una estructura de tensegridad bipiramidal trigonal y mecanismo paralelo
Autores: Sun, Jian; Li, Xiangkun; Xu, Yundou; Pu, Tianyue; Yao, Jiantao; Zhao, Yongsheng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Ala de transformación basada en una estructura de tensegridad bipiramidal trigonal y mecanismo paralelo
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Desarrollo
Alas morphing
Estructura de tensegridad
Mecanismo paralelo
Modelo de rigidez
Capacidad de transformación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
El desarrollo de alas morphing busca un peso más ligero, mayor rigidez y resistencia, y una mejor capacidad de morphing flexible. Una estructura que puede utilizarse tanto como estructura de soporte como mecanismo de morphing es la opción óptima para el ala morphing. Se diseñó un ala morphing compuesta por una estructura de tensegridad y un mecanismo paralelo no sobredimensionado. La estructura de tensegridad trigonal bipiramidal autoequilibrante se diseñó basándose en el método de búsqueda de formas y la ecuación de equilibrio de fuerzas de los nodos. Se diseñó el mecanismo paralelo 4SPS-RS que puede completar el morphing del ala, basándose en el método de síntesis de configuraciones. Se obtuvo el grado de libertad y la solución inversa del mecanismo paralelo basándose en la teoría de tornillos, y se estableció la matriz jacobiana del mecanismo paralelo. Se estableció el modelo de rigidez de la estructura de tensegridad y del mecanismo paralelo 4SPS-RS. Se obtuvo la relación entre la deformación del mecanismo paralelo 4SPS-RS y el ángulo de barrido, el ángulo de torsión, la flexión en dirección de la envergadura y la envergadura. A través del ensamblaje modular y el accionamiento distribuido, el ala morphing podría realizar un morphing suave y continuo tanto local como globalmente. En estado estático, tiene las ventajas de alta rigidez y gran capacidad de carga. En el proceso de morphing, puede completar el movimiento de morphing con cuatro grados de libertad al cambiar el barrido, el giro, la flexión en dirección de la envergadura y la envergadura del ala.
Descripción
El desarrollo de alas morphing busca un peso más ligero, mayor rigidez y resistencia, y una mejor capacidad de morphing flexible. Una estructura que puede utilizarse tanto como estructura de soporte como mecanismo de morphing es la opción óptima para el ala morphing. Se diseñó un ala morphing compuesta por una estructura de tensegridad y un mecanismo paralelo no sobredimensionado. La estructura de tensegridad trigonal bipiramidal autoequilibrante se diseñó basándose en el método de búsqueda de formas y la ecuación de equilibrio de fuerzas de los nodos. Se diseñó el mecanismo paralelo 4SPS-RS que puede completar el morphing del ala, basándose en el método de síntesis de configuraciones. Se obtuvo el grado de libertad y la solución inversa del mecanismo paralelo basándose en la teoría de tornillos, y se estableció la matriz jacobiana del mecanismo paralelo. Se estableció el modelo de rigidez de la estructura de tensegridad y del mecanismo paralelo 4SPS-RS. Se obtuvo la relación entre la deformación del mecanismo paralelo 4SPS-RS y el ángulo de barrido, el ángulo de torsión, la flexión en dirección de la envergadura y la envergadura. A través del ensamblaje modular y el accionamiento distribuido, el ala morphing podría realizar un morphing suave y continuo tanto local como globalmente. En estado estático, tiene las ventajas de alta rigidez y gran capacidad de carga. En el proceso de morphing, puede completar el movimiento de morphing con cuatro grados de libertad al cambiar el barrido, el giro, la flexión en dirección de la envergadura y la envergadura del ala.