Cientifica, ISSN 2594-2921, vol. 27, no. 2, July-December 2023.
DOI: https://doi.org/10.46842/ipn.cien.v27n2a05
Diseño de estructuras tipo panal de abeja basadas en el caparazón de armadillo para un helicóptero ligero
Design of shell-based honeycomb structures armadillo for a light helicopter
Recibido 20-01-2023, aceptado 26-04-2023.
Resumen
Actualmente la aplicación de patrones biológicos dentro del diseño de sistemas mecánicos está en incremento debido a su éxito evolutivo. En este sentido tras millones de años de evolución la naturaleza ha proveído estructuras optimizadas a los seres vivos para asegurar su supervivencia ante cambios climáticos o depredadores. A partir de lo anterior el presente artículo describe el diseño y evaluación numérica de estructuras tipo panal de abeja basadas en el caparazón de un armadillo. Las estructuras fueron construidas con aluminio 6063-T5 y evaluadas a través de pruebas de comprensión usando el software de elementos finitos Abaqus. Durante el estudio especial énfasis fue puesto en el diseño de la sección transversal de las estructuras y su efecto en la resistencia al impacto. En este sentido se diseñaron cuatro diferentes estructuras con patrones poligonales y triangulares. De acuerdo con los resultados obtenidos la estructura con base hexagonal/circular mostró un mejor desempeño en cuanto a la eficiencia de la fuerza de aplastamiento (CFE) con un valor de 0.78. Lo anterior se confirmó al obtener un valor de absorción de energía especifica igual a 20.59 J/r. Finalmente, con los hallazgos encontrados se diseñó un panel de absorción de energía para un helicóptero ligero.
Abstract
Currently the application of biological patterns within the design of mechanical systems is increasing due to its evolutionary success. In this sense, after millions of years of evolution, nature has provided optimized structures for living beings to ensure their survival in the face of climatic changes or predators. Based on the above, this article describes the design and numerical evaluation of honeycomb-type structures based on the shell of an armadillo. The structures were built with 6063-T5 aluminum and evaluated through comprehension tests using Abaqus finite element software. During the study special emphasis was placed on the cross-sectional design of the structures and its effect on impact resistance. In this sense, five different structures with polygonal and triangular patterns were designed. According to the results obtained, the structure with a hexagonal/circular base showed a better performance in terms of crushing force efficiency (CFE) with a value of 0.78 - the above was confirmed by obtaining an equal specific energy absorption value. at 20.59 J/r. Finally, with the findings found, an energy absorption panel was designed for a light aircraft.
Palabras clave: resistencia al impacto, panel de abeja, método de elemento finito.
Index terms: crashworthiness, honeycomb, finite element method.
ISO 690 reference:
Estrada, Quirino; Szwedowicz†, Dariusz; Reynoso, Elva; Vergara-Vázquez, Julio;
Wiebe, Lara; Silva, Jesús; Rodríguez Mendez, Alejandro; Quezada, Abel; Mier-Quiroga, Luis A.;
Coutiño, Elvis,
2023,
Diseño de estructuras tipo panal de abeja basadas en el caparazón de armadillo para un helicóptero ligero,
Científica, vol. 27, no. 2,
ISSN 2594-2921,
DOI: https://doi.org/10.46842/ipn.cien.v27n2a05
