Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Skin-Spar Failure Detection of a Composite Winglet Using FBG Sensors

Ciminello M., Fenza A. de, Dimino I., Pecora R.

Archive of Mechanical Engineering

|

2017

|

Vol. LXIV, nr 3

287--300

EN

Winglets are introduced into modern aircraft to reduce wing aerodynamic drag and to consequently optimize the fuel burn per mission. In order to be aerodynamically effective, these devices are installed at the wing tip section; this wing region is generally characterized by relevant oscillations induced by flights maneuvers and gust. The present work is focused on the validation of a continuous monitoring system based on fiber Bragg grating sensors and frequency domain analysis to detect physical condition of a skin-spar bonding failure in a composite winglet for in-service purposes. Optical fibers are used as deformation sensors. Short Time Fast Fourier Transform (STFT) analysis is applied to analyze the occurrence of structural response deviations on the base of strain data. Obtained results showed high accuracy in estimating static and dynamic deformations and great potentials in detecting structural failure occurrences.

2

A sensitivity analysis on the influence of the external constraints on the dynamic behaviour of a low pollutant emissions aircraft combustor-rig

Amoroso F., Fenza A. de, Petrone G., Pecora R.

Archive of Mechanical Engineering

|

2016

|

Vol. LXIII, nr 3

435--454

EN

The need to reduce pollutant emissions leads the engineers to design new aeronautic combustors characterized by lean burn at relatively low temperatures. This requirement can easily cause flame instability phenomena and consequent pressure pulsations which may seriously damage combustor’s structure and/or compromise its fatigue life. Hence the need to study the combustor’s structural dynamics and the interaction between elastic, thermal and acoustic phenomena. Finite element method represent a largely used and fairly reliable tool to address these studies; on the other hand, the idealization process may bring to results quite far from the reality whereas too simplifying assumptions are made. Constraints modelling represent a key-issue for all dynamic FE analyses; a wrong simulation of the constraints may indeed compromise entire analyses although running on very accurate and mesh-refined structural models. In this paper, a probabilistic approach to characterize the influence of external constraints on the modal behaviour of an aircraft combustor-rig is presented. The finite element model validation was performed at first by comparing numerical and experimental results for the free-free condition (no constraints). Once the model was validated, the effect of constraints elasticity on natural frequencies was investigated by means of a probabilistic design simulation (PDS); referring to a specific tool developed in the ANSYS®software, a preliminary statistical analysis was at performed via Monte-Carlo Simulation (MCS) method. The results were then correlated with the experimental ones via Response Surface Method (RSM).

PL

Potrzeba redukcji zanieczyszczeń stawia wobec inżynierów wymaganie projektowania samolotowych komór spalania, które charakteryzują się ubogim spalaniem przy relatywnie niskich temperaturach. W tych warunkach mogą łatwo powstawać zjawiska niestabilności płomienia i wynikające stąd pulsacje ciśnienia, które mogą poważnie uszkodzić strukturę komory spalania lub/i zmniejszyć jej trwałość zmęczeniową. Wynika stąd potrzeba studiów nad dynamiką strukturalną komory spalania i interakcjami między zjawiskami termicznymi i akustycznymi. Metoda elementów skończonych jest narzędziem dość niezawodnym i powszechnie stosowanym, odpowiednim do takich studiów. Z drugiej strony, proces idealizacji może prowadzić do wyników, które są bardzo odległe od rzeczywistości, jeżeli w założeniach przyjęto nadmierne uproszczenia. Modelowanie więzów jest sprawą kluczową dla wszystkich analiz dynamicznych metodą elementów skończonych. Błędna symulacja więzów może istotnie zagrozić całej analizie, nawet gdy korzysta się w niej z bardzo dokładnych modeli strukturalnych o udoskonalonej siatce. W artykule zaprezentowano podejście probabilistyczne by scharakteryzować wpływ więzów zewnętrznych na właściwości modalne zespołu samolotowej komory spalania. Najpierw przeprowadzono walidację modelu elementów skończonych drogą porównania wyników doświadczalnych i obliczeniowych w warunkach swobodnych (bez więzów). Gdy potwierdzono prawidłowość modelu, zbadano wpływ sprężystości więzów na częstotliwości drgań własnych stosując metodę probabilistycznego projektowania symulacji (PDS). Korzystając ze specjalnego narzędzia opracowanego w oprogramowaniu ANSYS, wykonano wstępną analizę statystyczną metodą symulacji Monte Carlo (MCS). Jej wyniki skorelowano następnie z wynikami doświadczalnymi stosując metodę powierzchni odpowiedzi (RSM).

3

Performances' estimation by tests of composite material structures with respect to the lay-up configuration and mixing the position of tape and fabric laminae

Leo R. di, Fenza A. de, Barile M., Gambino B., Russo S.

Archive of Mechanical Engineering

|

2015

|

Vol. LXII, nr 4

553--564

EN

This paper presents an estimation of performances by tests on composite material structures. In order to evaluate the effects on the structural behavior, tests changing the percentage of orientation of the fiber at 0, 45 and 90 degrees and mixing the unidirectional plies with the fabric ones have been done. Fixed the lay-up configuration and so the stacking sequence, two typology of structures have been analyzed; the first one having only unidirectional plies while the second one having a fabric ply (plain weave 0/90) in place of the top and bottom unidirectional plies. The openhole compressive strength and the filled-hole tensile strength and moduli have been characterized by test. A total of 72 specimens have been used in the test campaign. In order to well compare the test results a Performance Weight Index (PWI) has been introduced by authors in order to normalize the strength of each laminate with respect to its weight/unit of surface. Results and different laminate behaviors have been evaluated and discussed.

PL

W artykule przedstawiono estymację, na podstawie testów, właściwości użytkowych struktur z materiałów kompozytowych. W celu oceny różnych wpływów na zachowanie się struktury wykonano testy przy zmiennej procentowej zawartości włókien o orientacji 0, 45 i 90° i przy zamianie pozycji warstwy jednokierunkowej i warstwy tkaniny. Przy ustalonej konfiguracji prelaminatu i takiej samej sekwencji ułożenia warstw, analizowano dwie topologie struktury, z których pierwsza miała tylko warstwy jednokierunkowe, a w drugiej była warstwa z tkaniny (splot płócienny 0/90) w miejscu warstw jednokierunkowych, górnej i dolnej. Na podstawie testu wyznaczono wytrzymałość na ściskanie próbki z otwartym otworem i wytrzymałość na rozciąganie oraz moduły przy wypełnionym otworze. W ramach badań doświadczalnych testowano ogółem 72 próbki. By prawidłowo porównać wyniki testów wprowadzono wagowy indeks osiągów (Performance Weight Index, PWI), pozwalający normalizować wytrzymałość każdego laminatu względem jego wagi na jednostkę powierzchni. Przedyskutowano i oceniono wyniki badań i zachowanie się różnych laminatów.