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Alas compuestas de alto aspecto: Aeroelasticidad geométricamente no lineal, optimización de diseño multidisciplinaria, fabricación y pruebas experimentales

Autores: Farsadi, Touraj; Ahmadi, Majid; Sahin, Melin; Haddad Khodaparast, Hamed; Kayran, Altan; Friswell, Michael I.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Alas compuestas de alto aspecto: Aeroelasticidad geométricamente no lineal, optimización de diseño multidisciplinaria, fabricación y pruebas experimentales


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Ingeniería aeroespacial
Alas compuestas
Análisis aeroelástico
Optimización numérica
Integridad estructural
Métodos de fabricación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 31

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En el campo de la ingeniería aeroespacial, el diseño y la fabricación de alas compuestas de alto aspecto se han convertido en un punto focal de innovación y eficiencia. Estas alas largas y esbeltas, construidas con materiales avanzados como la fibra de carbono y empleando métodos de fabricación eficientes como el envasado al vacío, prometen aviones significativamente más ligeros, una reducción en el consumo de combustible y un rendimiento general mejorado. Sin embargo, para realizar plenamente estos beneficios, es imperativo abordar una multitud de restricciones estructurales y aeroelásticas. Esta investigación presenta un enfoque novedoso de Optimización de Diseño Multi-objetivo y Multi-disciplinario (MMDO) adaptado aeroelásticamente que integra sin problemas técnicas de optimización numérica para minimizar el peso y garantizar la integridad estructural. La configuración de ala optimizada se fabrica, y se utilizan una Prueba de Vibración en Tierra (GVT) y un análisis de deflexión estática utilizando el sistema de Correlación de Imágenes Digitales (DIC) para validar y correlacionar con el modelo numérico. Dentro del paquete de Software de Simulación Aeroelástica No Lineal (NAS) totalmente automatizado y desarrollado internamente (versión v1.0), la integración de herramientas analíticas ofrece un enfoque numérico robusto para mejorar el rendimiento aeroelástico y estructural en el diseño de alas compuestas. Se incluyen análisis aeroelásticos no lineales y personalización, y se utiliza una optimización estocástica basada en poblaciones para determinar el diseño óptimo dentro de NAS. Estas herramientas analíticas contribuyen a una metodología integral y eficiente para diseñar alas compuestas con características aeroelásticas y estructurales mejoradas. Esta metodología integral tiene como objetivo producir alas compuestas que no solo cumplan con rigurosos estándares de seguridad y rendimiento, sino que también impulsen la eficiencia de costos en la industria aeroespacial. A través de este enfoque multidisciplinario, los autores buscan subrayar el papel fundamental de la personalización de soluciones aeroelásticas en el diseño y fabricación avanzados de alas compuestas de alto aspecto, contribuyendo así a la continua evolución de la tecnología aeroespacial.

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