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Investigación Numérica y Experimental del Diseño de un Sistema de Deshielo Piezoeléctrico para Pequeños Rotorcraft Parte 3/3: Modelo Numérico y Validación Experimental del Deshielo Basado en Vibraciones de una Estructura de Placa Plana

Autores: Villeneuve, Eric; Volat, Christophe; Ghinet, Sebastian

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Investigación Numérica y Experimental del Diseño de un Sistema de Deshielo Piezoeléctrico para Pequeños Rotorcraft Parte 3/3: Modelo Numérico y Validación Experimental del Deshielo Basado en Vibraciones de una Estructura de Placa Plana


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Proyecto de investigación
Actuador piezoeléctrico
Sistema de deshielo
Configuración experimental
Modelo numérico
Capa de hielo
Tensión
Análisis de vibraciones
Pruebas en túnel de viento
Acelerómetros
Agrietamiento
Delaminación
Modos resonantes
Límite de voltaje
Validación experimental

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El objetivo de este proyecto de investigación se divide en cuatro partes: (1) diseñar un sistema de deshielo basado en un actuador piezoeléctrico integrado a un montaje experimental de placa plana y desarrollar un modelo numérico del sistema con validación experimental, (2) utilizar el montaje experimental para investigar la activación del actuador con barridos de frecuencia y análisis de vibraciones transitorias, (3) añadir una capa de hielo al modelo numérico y predecir numéricamente las tensiones en la ruptura del hielo con validación experimental, y (4) llevar el concepto a una estructura de pala para pruebas en túnel de viento. Este artículo presenta la tercera parte de la investigación en la que se añade una capa de hielo al modelo numérico. Se instalan cinco acelerómetros en la placa plana para medir la aceleración. La validación de la amplitud de vibración predicha por el modelo se realiza experimentalmente y se determinan las tensiones calculadas por el modelo numérico en la fisura y delaminación de la capa de hielo. Se define un criterio de límite de tensión a partir de esos valores tanto para la tensión normal en la fisura como para la tensión de corte en la delaminación. Como prueba de concepto, el modelo numérico se utiliza para encontrar modos resonantes susceptibles de generar fisuras o delaminación de la capa de hielo dentro del límite de voltaje de los actuadores piezoeléctricos. El modelo también predice un rango de voltaje dentro del cual ocurre la ruptura del hielo. El montaje experimental se utiliza para validar positivamente la predicción del modelo numérico.

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