Mecánica Computacional para Pruebas de Contención de Palas de Motores Turbofan: Diseño de Carcasa del Ventilador y Dinámica de Impacto de Palas mediante Simulaciones de Elementos Finitos
Autores: Tuninetti, Víctor; Sepúlveda, Héctor
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Mecánica Computacional para Pruebas de Contención de Palas de Motores Turbofan: Diseño de Carcasa del Ventilador y Dinámica de Impacto de Palas mediante Simulaciones de Elementos Finitos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Motores de avión
Motores turbofan
Simulaciones numéricas
Pruebas de contención de palas de ventilador
Modelos de materiales
Requisitos de certificación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
El entorno hostil durante el despegue de aviones y los vuelos con condiciones operativas complejas requieren una alta capacidad de resistencia dinámica e impacto de los motores de avión. El diseño, desarrollo y evaluación del rendimiento de nuevos motores turbofan se realizan generalmente a través de simulaciones numéricas antes de un modelo a escala completa o un experimento de prototipo para la certificación. Las simulaciones de pruebas de contención de palas del ventilador pueden reducir las pruebas de prueba-error y son actualmente la alternativa más conveniente y económica para el diseño; sin embargo, el fracaso en la certificación siempre es un riesgo si la calibración de los modelos de material no se aplica correctamente. Este trabajo presenta un modelo computacional tridimensional de un turbofan para diseñar nuevos motores que cumplan con los requisitos de certificación bajo la prueba de contención de palas. Se evalúan dos leyes de plasticidad y daño de Johnson-Cook calibradas para Ti64 en una simulación de una prueba de contención de palas de turbofan, demostrando la capacidad de los modelos para ser utilizados en el diseño seguro de componentes de motores de aeronaves sometidos a cargas de impacto dinámico con grandes deformaciones y una tolerancia al daño adecuada.
Descripción
El entorno hostil durante el despegue de aviones y los vuelos con condiciones operativas complejas requieren una alta capacidad de resistencia dinámica e impacto de los motores de avión. El diseño, desarrollo y evaluación del rendimiento de nuevos motores turbofan se realizan generalmente a través de simulaciones numéricas antes de un modelo a escala completa o un experimento de prototipo para la certificación. Las simulaciones de pruebas de contención de palas del ventilador pueden reducir las pruebas de prueba-error y son actualmente la alternativa más conveniente y económica para el diseño; sin embargo, el fracaso en la certificación siempre es un riesgo si la calibración de los modelos de material no se aplica correctamente. Este trabajo presenta un modelo computacional tridimensional de un turbofan para diseñar nuevos motores que cumplan con los requisitos de certificación bajo la prueba de contención de palas. Se evalúan dos leyes de plasticidad y daño de Johnson-Cook calibradas para Ti64 en una simulación de una prueba de contención de palas de turbofan, demostrando la capacidad de los modelos para ser utilizados en el diseño seguro de componentes de motores de aeronaves sometidos a cargas de impacto dinámico con grandes deformaciones y una tolerancia al daño adecuada.