Hispanopedia WikiLas estructuras compuestas de alta deformación (estructuras HSC) son una clase de estructuras de material compuesto diseñadas para funcionar en entornos de alta deformación . Estas estructuras cambian de forma al aplicarse fuerzas externas. Un único componente de una estructura HSC está diseñado para transitar entre al menos dos formas, y a menudo más, formas radicalmente diferentes. Al menos una de estas formas está diseñada para funcionar como una estructura capaz de soportar cargas externas .
Las estructuras compuestas de alta deformación suelen estar formadas por polímeros reforzados con fibra (PRF), diseñados para soportar niveles de deformación relativamente altos en condiciones normales de funcionamiento, en comparación con la mayoría de las aplicaciones estructurales de PRF. Los materiales PRF son anisotrópicos y altamente adaptables, lo que permite efectos únicos durante la deformación. Como resultado, muchas estructuras compuestas de alta deformación se configuran para poseer uno o más estados estables (formas en las que la estructura permanece sin restricciones externas) que se ajustan a una aplicación particular. Las estructuras compuestas de alta deformación con múltiples estados estables también se pueden clasificar como estructuras biestables .
Las estructuras HSC se utilizan con mayor frecuencia en aplicaciones donde se requieren estructuras ligeras que puedan almacenarse en un volumen reducido. Las estructuras compuestas flexibles se emplean en la industria aeroespacial para mecanismos desplegables, como antenas o paneles solares en naves espaciales. Otras aplicaciones se centran en materiales o estructuras que requieren múltiples configuraciones estables.
Historia
Los metales comúnmente utilizados en resortes (por ejemplo, acero de alta resistencia, aluminio y aleaciones de cobre-berilio ) se han empleado en estructuras aeroespaciales deformables durante varias décadas con considerable éxito. [ 1 ] Continúan utilizándose en la mayoría de las aplicaciones de estructuras desplegables de alta deformación y destacan donde se requieren las mayores relaciones de compactación y conductividad eléctrica . Sin embargo, los metales presentan el inconveniente de tener altas densidades, altos coeficientes de expansión térmica y menor capacidad de deformación en comparación con los materiales compuestos. En las últimas décadas, la creciente necesidad de estructuras desplegables de alto rendimiento, junto con el surgimiento de una sólida industria de materiales compuestos , ha incrementado la demanda y la utilidad de las estructuras compuestas de alta deformación. Hoy en día, las HSC se utilizan en una variedad de aplicaciones aeroespaciales especializadas, principalmente en áreas donde se requiere una precisión extrema y una masa reducida.
A principios de 2014, el Comité Técnico de Estructuras de Naves Espaciales del Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica reconoció que el nivel de investigación y desarrollo en compuestos de alta tensión justificaba la creación de un grupo de trabajo independiente [ 2 ] para identificar los compuestos de alta tensión como un área técnica con desafíos, tecnologías, mecánica, métodos de ensayo y aplicaciones únicos. El Subcomité Técnico de Compuestos de Alta Tensión se formó para proporcionar un foro y un marco que respalde los desafíos y logros técnicos de los compuestos de alta tensión, y promoverá avances continuos en este campo.
Patrimonio de los vuelos espaciales
El uso de estructuras desplegables de alta resistencia se remonta a los inicios de la exploración espacial y ha desempeñado un papel crucial en el desarrollo de una sólida industria espacial.
Hitos en estructuras deformables espaciales
Bienes de consumo
Investigación y desarrollo actuales
Clasificación de materiales
Polímero rígido
Polímero rigidizable
Polímero elastomérico
Desafíos técnicos
Arrastrarse
Pandeo de láminas delgadas
Métodos de simulación
Véase también
Referencias
- ↑ "Copia archivada" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 7 de febrero de 2015. Recuperado el 4 de septiembre de 2014 .
{{cite web}}: CS1 mantenimiento: copia archivada como título ( enlace ) - ↑ "Comité Técnico de Estructuras de Naves Espaciales - Inicio" . Archivado del original el 7 de febrero de 2015. Consultado el 4 de septiembre de 2014 .
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Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica, Comité Técnico de Estructuras (Archivado el 8 de febrero de 2015 en Wayback Machine) , Subcomité de Estructuras Compuestas de Alta Tensión (Archivado el 7 de febrero de 2015 en Wayback Machine)
Estructuras compuestas de alta deformación
- Materiales compuestos