Evaluación de Peligros Funcionales de un Ala Morphing Modular Reconfigurable Utilizando Metodologías de Taguchi y Elementos Finitos
Autores: Mahmood, Faisal; Hashemi, Seyed M.; Alighanbari, Hekmat
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Evaluación de Peligros Funcionales de un Ala Morphing Modular Reconfigurable Utilizando Metodologías de Taguchi y Elementos Finitos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Preocupaciones
Huella de CO
Industria de la aviación
Diseño de alas adaptables
Ala morfable
Fallo funcional
Aeronave
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Las crecientes preocupaciones sobre la huella de CO debido a la demanda exponencial de la industria de la aviación, junto con los requisitos de alto rendimiento aerodinámico, ahorro de costos y maniobrabilidad durante las diferentes fases de un vuelo, allanan el camino hacia un diseño de ala adaptable. El diseño de alas morfables abarca la mayoría, si no todas, las variaciones de las condiciones de vuelo y puede responder de manera interactiva. Sin embargo, la falla funcional del ala morfable podría tener impactos devastadores en los pasajeros, la tripulación y/o la aeronave. En el presente trabajo, se investigan las características dinámicas de un ala morfable modular reconfigurable desarrollada internamente por un grupo de investigación en la Universidad Metropolitana de Toronto, desde la perspectiva de una evaluación de peligros funcionales (FHA). Esta ala morfable modular, desarrollada con base en la idea de un robot paralelo, consiste en varios elementos estructurales conectados entre sí y a las costillas del ala a través de juntas de perno de ojo. La teoría de vigas en flexión de Timoshenko, junto con el método de elementos finitos (FEM), se utiliza para modelar los miembros estructurales. Se han identificado posibles peligros, asumidos aquí como la falla estructural de los componentes de la viga, y se evalúan sus condiciones de falla. Se han presentado simulaciones numéricas para mostrar el impacto de varias combinaciones de los peligros identificados en la firma de vibración del ala morfable en configuraciones no morfadas y morfadas. La identificación de cambios en la firma de vibración del ala es un componente vital en el diseño estructural y aeroelástico a prueba de fallos de una aeronave. El presente estudio está orientado hacia la respuesta estructural del sistema en ausencia de cargas aerodinámicas.
Descripción
Las crecientes preocupaciones sobre la huella de CO debido a la demanda exponencial de la industria de la aviación, junto con los requisitos de alto rendimiento aerodinámico, ahorro de costos y maniobrabilidad durante las diferentes fases de un vuelo, allanan el camino hacia un diseño de ala adaptable. El diseño de alas morfables abarca la mayoría, si no todas, las variaciones de las condiciones de vuelo y puede responder de manera interactiva. Sin embargo, la falla funcional del ala morfable podría tener impactos devastadores en los pasajeros, la tripulación y/o la aeronave. En el presente trabajo, se investigan las características dinámicas de un ala morfable modular reconfigurable desarrollada internamente por un grupo de investigación en la Universidad Metropolitana de Toronto, desde la perspectiva de una evaluación de peligros funcionales (FHA). Esta ala morfable modular, desarrollada con base en la idea de un robot paralelo, consiste en varios elementos estructurales conectados entre sí y a las costillas del ala a través de juntas de perno de ojo. La teoría de vigas en flexión de Timoshenko, junto con el método de elementos finitos (FEM), se utiliza para modelar los miembros estructurales. Se han identificado posibles peligros, asumidos aquí como la falla estructural de los componentes de la viga, y se evalúan sus condiciones de falla. Se han presentado simulaciones numéricas para mostrar el impacto de varias combinaciones de los peligros identificados en la firma de vibración del ala morfable en configuraciones no morfadas y morfadas. La identificación de cambios en la firma de vibración del ala es un componente vital en el diseño estructural y aeroelástico a prueba de fallos de una aeronave. El presente estudio está orientado hacia la respuesta estructural del sistema en ausencia de cargas aerodinámicas.