Prevención de fallos antes de que ocurran: El X-550 apoya un estudio sobre la fatiga de las aeronaves.

2025 de Agosto de 29

Publicación: Adnan, J., Khan, HA, Ahmad, E. et al. "Análisis de fallas y mitigación de la fatiga inducida por vibraciones en un conjunto de enfriador de aceite de aeronave de entrenamiento." J. Vib. Eng. Technol. 13, 488 (2025).

"Analizador X 550 de SciAps Inc.Fue fundamental para verificar la composición del material del soporte en el conjunto del enfriador de aceite, lo que garantizó la precisión de los datos del material utilizados en el estudio. Esta verificación fue esencial para comprender las propiedades mecánicas y los posibles puntos de falla del componente, lo que permitió respaldar los análisis y simulaciones posteriores. Los datos precisos sobre la composición del material proporcionaron una base sólida para las conclusiones y recomendaciones del estudio.

Resumen:

Antecedentes

Las fallas estructurales en los subsistemas de las aeronaves suelen originarse por la iniciación de grietas inducidas por fatiga en zonas de concentración de tensiones. En este estudio, se investigó la causa principal del desarrollo de grietas en el acoplamiento de fijación del conjunto del enfriador de aceite de una aeronave de entrenamiento, con el objetivo de desarrollar estrategias de mitigación efectivas.

Objetivos

El objetivo era identificar los mecanismos que impulsan la iniciación y propagación de grietas en la aleación de aluminio A356 bajo carga operativa y proponer modificaciones que mejoren la vida útil a la fatiga y la fiabilidad.

Métodos

Se empleó una combinación de métodos experimentales y numéricos. El análisis fractográfico se utilizó para caracterizar la morfología de las grietas y los puntos de inicio. Se realizaron ensayos en mesa vibratoria para simular las cargas vibratorias operativas, mientras que el análisis de elementos finitos (FE) se llevó a cabo para evaluar la distribución de tensiones y la respuesta dinámica. La predicción de la vida útil a la fatiga se realizó utilizando datos basados ​​en la densidad espectral de potencia (PSD).

Resultados

Se identificaron estrías de fatiga cerca de los bordes de las bridas y las uniones atornilladas, lo que confirma que la concentración de tensiones es la principal causa de la iniciación de grietas. Se observó que las frecuencias de resonancia de 71.5 Hz, 251.6 Hz y 1720 Hz producían la máxima amplificación de la tensión vibratoria. La estimación de la vida útil por fatiga indicó que la iniciación de grietas se produjo aproximadamente a las 352.7 horas. La incorporación de amortiguación estructural redujo significativamente las amplitudes de tensión, extendiendo la vida útil por fatiga en un 57 %, hasta aproximadamente 832.4 horas.

Conclusión

El marco experimental-computacional integrado proporcionó una comprensión integral de los mecanismos de fatiga en el conjunto del enfriador de aceite. El enfoque de mitigación basado en amortiguación propuesto mejoró con éxito la resistencia a la fatiga, contribuyendo a la obtención de componentes aeroespaciales más seguros y fiables.

PALABRAS CLAVEAnálisis de fallas, análisis vibracional, falla por fatiga, amortiguador estructural

Acceso a la publicación: https://doi.org/10.1007/s42417-025-02053-8

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