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La Solución Exacta del Momento de Flexión en el Proceso de Plegado de un Resorte de Cinta de Panal con Relación de Poisson Negativa y Diseño de Optimización Multi-Objetivo

Autores: Yang, Yang; Wang, Fan; Liu, Jieshan

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

La Solución Exacta del Momento de Flexión en el Proceso de Plegado de un Resorte de Cinta de Panal con Relación de Poisson Negativa y Diseño de Optimización Multi-Objetivo


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Resorte de cinta
Nave espacial
Mecanismo de despliegue
Panal con relación de Poisson negativa
Estructuras desplegables en el espacio
Momento de flexión

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El resorte de cinta es un componente crucial utilizado en el mecanismo de despliegue de naves espaciales, y el diseño ligero del mecanismo de despliegue es actualmente uno de los problemas críticos que deben abordarse. Este documento explora el efecto de sustitución de dos estructuras de resorte corrugado de panal con un coeficiente de Poisson negativo para su uso en estructuras desplegables en el espacio. Métodos teóricos y de elementos finitos demostraron que la estructura de panal con un coeficiente de Poisson negativo podría ser equivalente a una estructura ortotrópica. Se adoptó la teoría de flexión de shell cilíndrico, teniendo en cuenta la no linealidad de la ecuación geométrica, la influencia de la deformación de la sección transversal y la posición de la sección transversal en la expresión de la fuerza interna, y la influencia de la ecuación geométrica para derivar expresiones para el momento de flexión y el radio de curvatura durante el proceso de plegado y flexión. Se utilizaron métodos numéricos para el análisis comparativo. El algoritmo NSGA-II optimizó los parámetros geométricos del panal con un coeficiente de Poisson negativo, resultando en la solución óptima bajo las restricciones dadas. Los resultados mostraron que la estructura de panal reentrante auxético tuvo un mejor rendimiento en capacidad de momento de flexión que el panal en forma de estrella, y la capacidad de momento de flexión de la estructura de panal reentrante auxético por unidad de masa fue superior a la del resorte de cinta tradicional.

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