Predicción numérica de la vida útil por fatiga para el tren de aterrizaje considerando el recorrido del amortiguador
Autores: Tang, Haihong; Liu, Panglun; Ding, Jianbin; Cheng, Jinsong; Jiang, Yiyao; Jiang, Bingyan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Predicción numérica de la vida útil por fatiga para el tren de aterrizaje considerando el recorrido del amortiguador
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Tren de aterrizaje
Evaluación de la vida a fatiga
Modelo de elementos finitos
Recorrido del amortiguador
Casos de carga
Estrés por fatiga
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Debido a la complejidad de la integridad estructural del tren de aterrizaje (LG) y sus cargas bajo diversas condiciones de trabajo estáticas o dinámicas, la evaluación de la vida a fatiga del LG es una tarea altamente desafiante. Sobre la base del modelo geométrico completo del tren de aterrizaje principal (MLG) de un gran avión de pasajeros, se establece el modelo de elementos finitos (FEM) cuasi-estático de todo el MLG, y se estudia el problema de fatiga de alta ciclo del Accesorio Principal (MF) considerando la variación en el recorrido del amortiguador (SAT). En primer lugar, las cargas en tierra bajo condiciones de fatiga reales se convierten de manera equivalente en las fuerzas que actúan sobre el centro de los ejes izquierdo y derecho del MLG, y con base en estas descomposiciones de fuerzas espaciales, se obtienen la magnitud y dirección de la carga para 12 diferentes casos de carga unitaria básica (ULC). Es decir, el estrés del MLG bajo condiciones de fatiga reales se puede obtener superponiendo estas ULC. Luego, considerando que el SAT del MLG varía bajo diferentes condiciones de fatiga, y para reducir el número de simulaciones de elementos finitos (FE), este artículo simplifica todos los SAT experimentados por el MLG en siete valores específicos, con el fin de establecer siete FEMs cuasi-estáticos del MLG con el recorrido especificado del amortiguador. De esta manera, el estrés por fatiga del MLG con cualquier SAT real se puede obtener interpolando los componentes de estrés de los siete FEMs. Solo se necesitan 84 simulaciones FE para obtener de manera eficiente los espectros de estrés por fatiga a partir de los espectros de carga en tierra. Finalmente, de acuerdo con la curva S-N del material y el criterio de acumulación de daño de Miner, se evalúa la vida a fatiga del Accesorio Principal. Los resultados de la interpolación de componentes de estrés y el método de superposición muestran que se necesitan al menos cinco SAT diferentes del FEM completo del MLG para convertir efectivamente las cargas de fatiga en un espectro de estrés. Los resultados de la predicción de la vida a fatiga indican que la vida útil mínima del MF es de 53164 aterrizajes, lo que significa que la vida a fatiga cumple con el requisito de diseño.
Descripción
Debido a la complejidad de la integridad estructural del tren de aterrizaje (LG) y sus cargas bajo diversas condiciones de trabajo estáticas o dinámicas, la evaluación de la vida a fatiga del LG es una tarea altamente desafiante. Sobre la base del modelo geométrico completo del tren de aterrizaje principal (MLG) de un gran avión de pasajeros, se establece el modelo de elementos finitos (FEM) cuasi-estático de todo el MLG, y se estudia el problema de fatiga de alta ciclo del Accesorio Principal (MF) considerando la variación en el recorrido del amortiguador (SAT). En primer lugar, las cargas en tierra bajo condiciones de fatiga reales se convierten de manera equivalente en las fuerzas que actúan sobre el centro de los ejes izquierdo y derecho del MLG, y con base en estas descomposiciones de fuerzas espaciales, se obtienen la magnitud y dirección de la carga para 12 diferentes casos de carga unitaria básica (ULC). Es decir, el estrés del MLG bajo condiciones de fatiga reales se puede obtener superponiendo estas ULC. Luego, considerando que el SAT del MLG varía bajo diferentes condiciones de fatiga, y para reducir el número de simulaciones de elementos finitos (FE), este artículo simplifica todos los SAT experimentados por el MLG en siete valores específicos, con el fin de establecer siete FEMs cuasi-estáticos del MLG con el recorrido especificado del amortiguador. De esta manera, el estrés por fatiga del MLG con cualquier SAT real se puede obtener interpolando los componentes de estrés de los siete FEMs. Solo se necesitan 84 simulaciones FE para obtener de manera eficiente los espectros de estrés por fatiga a partir de los espectros de carga en tierra. Finalmente, de acuerdo con la curva S-N del material y el criterio de acumulación de daño de Miner, se evalúa la vida a fatiga del Accesorio Principal. Los resultados de la interpolación de componentes de estrés y el método de superposición muestran que se necesitan al menos cinco SAT diferentes del FEM completo del MLG para convertir efectivamente las cargas de fatiga en un espectro de estrés. Los resultados de la predicción de la vida a fatiga indican que la vida útil mínima del MF es de 53164 aterrizajes, lo que significa que la vida a fatiga cumple con el requisito de diseño.