Segunda ecuación parabólica de orden para modelar, analizar y prever la distribución de tensiones térmicas en la placa de ataque del ala-fuselaje de aeronaves
Autores: Angiulli, Giovanni; Calcagno, Salvatore; De Carlo, Domenico; Laganá, Filippo; Versaci, Mario
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Segunda ecuación parabólica de orden para modelar, analizar y prever la distribución de tensiones térmicas en la placa de ataque del ala-fuselaje de aeronaves
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Vuelo
Placa de acero
Estrés térmico
Aeronave
Carga térmica
Fatiga.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 41
Citaciones: Sin citaciones
Durante un vuelo, el ataque de la placa de acero al ala-fuselaje de una aeronave está sujeto a un estrés térmico cíclico causado por la variación de altitud de vuelo que podría comprometer la funcionalidad de la placa. Por lo tanto, es obligatorio después de una secuencia de vuelos evaluar el estado de salud de la placa. En este trabajo, proponemos un nuevo modelo dinámico basado en la transmisión física del calor por conducción gobernada por una ecuación diferencial parabólica de segundo orden con condiciones iniciales y de contorno adecuadas para analizar y prever los esfuerzos térmicos en la placa de un avión P64 OSCAR B. Desarrollando este modelo en el entorno COMSOL Multi-Physics, se aplicó una técnica de elementos finitos para lograr el mapa de esfuerzos térmicos en la placa. Los resultados obtenidos, equivalentes a los obtenidos por una campaña de mediciones experimentales termográficas infrarrojas (aún no utilizadas en la industria aeronáutica), resaltan la evolución de la carga térmica del ataque de la placa de acero al ala-fuselaje, añadiendo evidencia de posibles fenómenos de fatiga entrantes para identificar de antemano si la placa de acero debe ser reemplazada.
Descripción
Durante un vuelo, el ataque de la placa de acero al ala-fuselaje de una aeronave está sujeto a un estrés térmico cíclico causado por la variación de altitud de vuelo que podría comprometer la funcionalidad de la placa. Por lo tanto, es obligatorio después de una secuencia de vuelos evaluar el estado de salud de la placa. En este trabajo, proponemos un nuevo modelo dinámico basado en la transmisión física del calor por conducción gobernada por una ecuación diferencial parabólica de segundo orden con condiciones iniciales y de contorno adecuadas para analizar y prever los esfuerzos térmicos en la placa de un avión P64 OSCAR B. Desarrollando este modelo en el entorno COMSOL Multi-Physics, se aplicó una técnica de elementos finitos para lograr el mapa de esfuerzos térmicos en la placa. Los resultados obtenidos, equivalentes a los obtenidos por una campaña de mediciones experimentales termográficas infrarrojas (aún no utilizadas en la industria aeronáutica), resaltan la evolución de la carga térmica del ataque de la placa de acero al ala-fuselaje, añadiendo evidencia de posibles fenómenos de fatiga entrantes para identificar de antemano si la placa de acero debe ser reemplazada.