Técnicas de modelado y simulación mejoran la comprensión del diseño estructural de materiales compuestos para el sector aeronáutico europeo
Gracias a la financiación de la Unión Europea, el proyecto CRASHING (Characterization of structural behaviour for high frequency phenomena) ideó un método para realizar simulaciones de alta fidelidad del comportamiento mecánico de estructuras de materiales compuestos bajo cargas de impacto y colisión. Específicamente, los socios del proyecto desarrollaron y aplicaron un método de análisis y simulación multiescala que tiene en cuenta los mecanismos físicos del daño en materiales compuestos de diversas dimensiones (capa, laminado, componente). Validaron satisfactoriamente el método con casos de uso del sector. El equipo se centró en materiales compuestos utilizados actualmente en diseños innovadores de aeronaves y nuevos materiales con posibles aplicaciones en el futuro. El equipo de CRASHING definió y fabricó cinco materiales compuestos diferentes en las tres escalas dimensionales escogidas. Se demostró que el método de simulación para estos materiales y estructuras era adecuado para simulaciones de aterrizajes de emergencia, amarajes forzosos, impacto de aves y de hielo y otros fenómenos de cargas dinámicas. Los investigadores desarrollaron y aplicaron modelos de daños en herramientas de análisis numérico disponibles en el mercado que el sector aeronáutico utiliza habitualmente para determinar la resistencia a colisiones. Se realizaron ensayos específicos para validar las metodologías de simulación numérica. Estas nuevas herramientas de simulación ofrecen unas capacidades predictivas significativamente superiores y un rango de validez más amplio en comparación con los métodos anteriores. CRASHING proporcionó nuevos conocimientos sobre el comportamiento mecánico de los materiales compuestos estructurales que experimentan condiciones de carga dinámica. Estos conocimientos redundarán en mejores diseños de los componentes desarrollados en el marco del programa «Aeronaves de transporte regional ecológicas», parte de la iniciativa Cielo Limpio, a fin de cumplir con los objetivos medioambientales del sector europeo de la aviación para 2020. Al abrir la puerta a la aplicación industrial de estrategias de diseño y ensayos virtuales, se espera que el proyecto tenga un efecto notable sobre el diseño y la certificación de las estructuras de materiales compuestos en el sector aeroespacial.
