Swift Engineering, 알테어 솔루션 통해 무인 항공 시스템의 최대 중량 예측
2017년, Swift Engineering과 함께한 알테어 하이퍼웍스 라디오스(HyperWorks RADIOSS) 성공사례입니다.
“하이퍼메시(HyperMesh)와 라디오스(RADIOSS) 솔버는 얇은 벽으로 된 복합 재 UAS 날개 구조물에 대한 낙하 충격 효과 시각화와 빠른 설계에 큰 도움이 되었습니다.”
Swift Engineering 선임 연구원 및 개발 엔지니어
윌리엄 B 지네티(William B Gianetti)
포괄적인 설계 엔지니어링 및 제조를 위한 새로운 플랫폼 UAS가 성공적으로 출시되었습니다. 초기 스케치 단계부터 완벽한 기능이 실행까지 수평 고속 비행 시스템은 수십시간의 엔지니어링 분석이 필요합니다. 비행 시스템을 엔지니어링 하는 것 외에도 전체 라이프 사이클의 유지 보수 및 부품 교체도 고려해야합니다.
이러한 요구 사항은 종종 스크류 드라이버, 렌치, 플라이어와 같은 공구 사용을 필요로하기 때문에 비행 표면이 최소 게이지이기 때문에 구조물에 무거운 도구가 떨어지면 회복 불가능한 손상, 다운 타임 및 고가의 부품 교체가 발생할 수 있다는 우려가 나타났습니다 .
이 프로젝트의 목적은 0.762m의 높이에서 떨어뜨려서 Swift020 UAS의 어떤 부분에도 영구적인 손상을 주지 않도록 최대 유지 보수 공구 중량에 대한 사양을 결정하는 것이었습니다. 이 목표를 달성하기 위해 UAS 모델을 하이퍼메시(HyperMesh)에서 생성하고 정의된 드롭 에너지에서 강철 압입기의 영향을 주었고, 충돌 복합 재료에 대한 충격 에너지와 한계 변형에 대한 최대 복합 압축 변형의 매개 변수 곡선은 최대 공구 중량에 대한 규격으로 산출했습니다.
하이퍼메시에서 Swift020의 전체 스케일 모델이 생성되었습니다. 흑연, 유리 섬유 및 Kevlar® epoxy advanced 복합 재료로 구성된 기본 구조 부품은 라디오스(RADIOSS)의 MAT25 소재 특성을 사용하여 모델링되었습니다. 구조의 대부분은 공기 역학적 인 표면이 높은 충돌 단면적으로 인해 공구 낙하 손상에 가장 취약한 영역이기 때문에 무게를 줄이기위한 최소 게이지입니다.
충돌 에너지의 파라 메트릭 해석은 라디오스에서 수행되었으며 결과로 나오는 최대 압축 변형이 시스템의 허용 한계 변형과 비교되어 공구 에너지에 한계가 생겨 일정한 초기 속도가 주어지면 공구 질량에 대한 제한이 생깁니다. 외부 에폭시 윙에 미치는 영향에 대해 1.3 Joule의 최대 허용 공구 낙하 에너지가 정의되었습니다. 운동 에너지 관계로부터 0.174kg의 최대 공구 질량이 결정되었습니다. 이 값을 공구 질량에 대한 상한값의 요구 사항으로 사용하면 공구 낙하 충격 손상을 완화하여 안정성을 높이고 구조적 손상 위험을 줄일 수 있습니다.
