Pruebas estructurales de aeronavesDurabilidad estructural aeroespacial y ensayos de fatiga

Descripción general de los ensayos de fatiga y durabilidad estructural

Antes de su vuelo inaugural, las aeronaves se someten a rigurosas pruebas a escala real en bancos de pruebas especializados para simular las cargas operativas, máximas y finales previstas. Estas pruebas exhaustivas evalúan con precisión el comportamiento estructural en diversas condiciones, asegurando la detección temprana de posibles fallos de diseño y garantizando los más altos niveles de seguridad y fiabilidad en servicio.

Los ensayos de durabilidad y fatiga estructural a escala real suelen durar varios años, simulando varias veces la vida útil de la aeronave, lo que garantiza la integridad estructural diseñada, y siguen siendo esenciales en los ensayos de aeronaves por las siguientes razones fundamentales:

• Seguridad: Garantiza que la estructura global y todos los elementos soportan las cargas previstas sin derrumbarse, protegiendo a los ocupantes y usuarios de posibles daños,

• Durabilidad: Ayuda a las estructuras a resistir factores ambientales como la intemperie, la actividad sísmica y el envejecimiento, prolongando su vida útil,

• Complejidad del mundo real: Simula tensiones combinadas (vibración, ráfagas, ciclos de presurización), revela cómo se comportan las juntas, soldaduras y ensamblajes bajo cargas cíclicas a largo plazo, que las pruebas a nivel de componentes no pueden reproducir,

• Relación coste-eficacia: Evita costosas llamadas a revisión, reparaciones y mantenimiento identificando y abordando los posibles problemas en una fase temprana,

• Descubrimiento del modo de fallo: Descubre grietas inesperadas o trayectorias de fatiga en la geometría de todo el sistema (por ejemplo, interfaces ala-fuselaje),

• Rendimiento: Garantiza que las estructuras desempeñen las funciones previstas de forma fiable durante toda su vida útil,

• Validación de modelos de simulación: Compara y perfecciona las predicciones de gemelos digitales y análisis de elementos finitos con datos empíricos,

• Cumplimiento de la normativa: Obligatorio por FAA/EASA para certificar la aeronavegabilidad y la vida operativa segura, casos de carga máxima y última.

Conclusión: Aunque las simulaciones de fatiga estructural de los componentes basadas en métodos de elementos finitos (FEM) como parte de la ingeniería asistida por ordenador (CAE) y las pruebas estructurales de los componentes reducen el tiempo de comercialización y el riesgo, las pruebas estructurales y de fatiga a escala real son el patrón oro para garantizar que el avión sobreviva décadas de funcionamiento en el mundo real.

Ejemplo: La prueba a escala real del Airbus A350 sometió el fuselaje a 165.000 vuelos simulados (2,5 veces la vida útil de diseño) para validar los márgenes de seguridad.

Software de adquisición de datos para ensayos de durabilidad estructural de aeronaves

Dewesoft ofrece soluciones de medición y adquisición de datos para ensayos de durabilidad y fatiga estructural, proporcionando a los fabricantes una cabina de validación de esfuerzos y fatiga, mejorando la durabilidad, fiabilidad y seguridad de los diseños estructurales. El software es la clave para obtener información fiable.

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Integración del control del banco de pruebas

Los programas más avanzados de pruebas de durabilidad y fatiga estructural se basan en controladores de pruebas que aplican perfiles de carga personalizables alrededor de toda la estructura del fuselaje.

Las secuencias de prueba automatizadas permiten una carga escalonada y accionan actuadores multieje altamente sincronizados (servohidráulicos, eléctricos). Esto puede ampliarse mediante simulación ambiental (térmica, altitud, cargas combinadas).

Se visualiza el perfil de carga aplicado. Los enclavamientos de seguridad y las comprobaciones de límites evitan las sobrecargas. Las alarmas permiten el apagado automático en condiciones críticas.

Las soluciones de adquisición de datos de Dewesoft ofrecen varias formas de integración bidireccional con sistemas de control de pruebas como MTS, Moog, etc:

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Un enfoque bidireccional integrado de su equipo de medición con control de carga agiliza la configuración y calibración de las pruebas, y simplifica la adquisición de datos de alta calidad, acelerando su próximo programa de pruebas, desde configuraciones de canales pequeños a grandes, desde el laboratorio al vuelo.

Comprender el comportamiento estructural con pruebas y análisis modales

Para garantizar la integridad de componentes o fuselajes bajo cargas reales, es esencial comprender cómo vibran las estructuras. Dewesoft pruebas y análisis modales ayudan a identificar frecuencias naturales, formas modales y características de amortiguación, datos clave para validar los modelos de elementos finitos y garantizar la estabilidad dinámica.

Dewesoft ofrece soluciones escalables para todo tipo de aplicaciones, desde pruebas a nivel de componentes hasta análisis de aeroestructuras completas. Con una configuración intuitiva, animación en tiempo real y una integración perfecta en los flujos de trabajo de simulación, los ingenieros obtienen una visión más profunda de la dinámica estructural, algo crucial tanto para el desarrollo como para la certificación.

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