Sviluppo della metodologia e convalida del design di run-out degli irrigidimenti ottimizzati per il peso per le future ali in materiale composito
Data
Breve panoramica
DOVER si è posta l'obiettivo di sviluppare uno strumento e una metodologia di ottimizzazione progettuale dedicati a supportare la progettazione di configurazioni innovative di pannelli compositi irrigiditi e dal peso ottimizzato, con la capacità di migliorare tutti gli aspetti e i parametri di configurazione, come geometrie, sequenze di impilamento e rivetti anti-peeling. L'accuratezza e l'affidabilità della metodologia risultante sono state convalidate attraverso test sperimentali.
La soluzione proposta da DOVER è stata la creazione e la validazione di uno strumento e di una metodologia di progettazione che consentono l'ottimizzazione di pannelli strutturali compositi irrigiditi per le ali. Lo strumento sviluppato fornisce un ambiente per la ricerca di progetti innovativi e leggeri, tra cui la geometria dei rinforzi, lo spessore e la disposizione dei diversi componenti, la forma della rastremazione e la configurazione dei rivetti anti-peeling. Utilizzando questo strumento, il progettista può prevedere il cedimento di qualsiasi configurazione di run-out degli irrigidimenti e ottenere l'ottimizzazione complessiva del pannello con notevoli risparmi di tempo, poiché non richiede complessi modelli numerici per prevederne il comportamento, e di costi, poiché elimina la necessità di costose campagne di test.
Per raggiungere questa soluzione, DOVER ha strutturato il processo in diverse fasi per garantire la massima qualità, precisione e affidabilità. Uno studio sperimentale iniziale del comportamento del pannello irrigidito costituisce la base sperimentale utilizzata per sviluppare un modello e generare una metodologia per la previsione dei guasti. Questa metodologia viene poi implementata attraverso la progettazione di diverse configurazioni innovative di pannelli irrigiditi. Le soluzioni ottimizzate vengono valutate e correlate con i risultati sperimentali. Infine, in una fase finale, vengono realizzati pannelli irrigiditi singolarmente e vengono misurate le sollecitazioni e le deformazioni nel punto di rottura per convalidare lo sviluppo.
Il lavoro svolto per raggiungere gli obiettivi sopra menzionati è stato strutturato in quattro compiti principali:
Attività 1.- Definizione delle campagne di prova, fabbricazione dei provini ed esecuzione delle campagne di prova iniziali, compresi l'impatto sui provini, prove di trazione e compressione, sia statiche che di fatica dopo l'impatto e l'esecuzione di queste prove a temperatura ambiente, in condizioni di freddo e in condizioni di umidità e calore.
Attività 2.- Sviluppo di modelli ad elementi finiti, correlando i loro risultati con quelli ottenuti sperimentalmente per il successivo sviluppo di una metodologia e di un criterio che consentano di prevedere l'insorgenza del guasto.
Attività 3.- Sviluppo di pannelli irrigiditi innovativi attraverso strategie di ottimizzazione in semplici modelli di elementi finiti utilizzando la metodologia del progetto.
Attività 4.- Validazione dei nuovi progetti attraverso prove sperimentali su campioni mono-irrigiditi sottoposti a trazione e compressione con carichi sia statici che a fatica dopo l'impatto.
