logo móvil
Contáctanos

Sobre Métodos de Optimización Topológica y Fabricación Aditiva para Estructuras de Satélites: Una Revisión

Autores: Hurtado-Pérez, Arturo Benjamín; Pablo-Sotelo, Abraham de Jesús; Ramírez-López, Fabián; Hernández-Gómez, Jorge Javier; Mata-Rivera, Miguel Felix

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

Descargar PDF

Acceso abierto

Artículo científico
2023

Sobre Métodos de Optimización Topológica y Fabricación Aditiva para Estructuras de Satélites: Una Revisión


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Satélites
Lanzamiento
Integridad estructural
Métodos de optimización de topología
Fabricación aditiva
Aeroespacial

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El lanzamiento de satélites en la órbita terrestre es un área crítica de investigación, y los servicios de satélites muy exigentes aumentan exponencialmente a medida que la sociedad moderna toma forma. Al mismo tiempo, los costos de desarrollar y lanzar misiones satelitales con tiempos de desarrollo más cortos aumentan los requisitos de enfoques novedosos en las diversas áreas de ingeniería necesarias para construir, probar, lanzar y operar satélites en la órbita terrestre, así como en órbitas alrededor de otros cuerpos celestes. Un área con el potencial de ahorrar costos de lanzamiento es la integridad estructural de los satélites, particularmente en la fase de lanzamiento donde las mayores vibraciones debido al movimiento del cohete y las tensiones subsiguientes podrían afectar la capacidad de supervivencia del satélite. Para abordar este problema, dos áreas importantes de la ingeniería se unen para proporcionar soluciones novedosas, completas y competitivas: los métodos de optimización topológica y la fabricación aditiva. Por un lado, los métodos de optimización topológica son métodos matemáticos que permiten optimizar estructuras de manera iterativa (generalmente disminuyendo la masa) mientras mejoran algunas propiedades estructurales dependiendo de la aplicación (capacidad de carga, por ejemplo), a través de la maximización o minimización de una función de objetivo único o múltiple y múltiples tipos de algoritmos. Esta área ha estado ampliamente activa en general durante los últimos 30 años y tiene dos tipos principales de algoritmos: métodos continuos que modifican parámetros continuos como la densidad, y métodos discretos que funcionan añadiendo y eliminando elementos de material en un contexto de malla. Por otro lado, las técnicas de fabricación aditiva son procesos de fabricación más recientes destinados a revolucionar la fabricación y las cadenas de suministro. Los principales exponentes de la fabricación aditiva son la Fusión Selectiva por Láser (SLM) (impresión 3D) así como la Fusión por Haz de Electrones (EBM). Las tendencias recientes muestran que las estructuras optimizadas topológicamente construidas con materiales novedosos a través de procesos de fabricación aditiva pueden proporcionar estructuras de vanguardia más baratas que están completamente optimizadas para desempeñarse mejor en el entorno del espacio exterior, particularmente como parte del subsistema estructural de nuevos sistemas satelitales. Este trabajo tiene como objetivo presentar una revisión ampliada de los principales métodos de optimización topológica estructural así como de fabricación aditiva en el campo aeroespacial, con un enfoque particular en las estructuras de satélites, que pueden establecer el escenario para el desarrollo de futuras estructuras satelitales en los próximos cinco a diez años.

Otros recursos que podrían interesarte

Temas Virtualpro