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Compliant structures-based wing and wingtip morphing devices

Vasista, Srinivas und de Gaspari, Alessandro und Ricci, Sergio und Riemenschneider, Johannes und Monner, Hans Peter und Kamp van de, Bram (2016) Compliant structures-based wing and wingtip morphing devices. Aircraft Engineering and Aerospace Technology, 88 (2), Seiten 311-330. Emerald Group Publishing Ltd.. doi: 10.1108/AEAT-02-2015-0067. ISSN 1748-8842.

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2MB

Offizielle URL: http://www.emeraldinsight.com/doi/full/10.1108/AEAT-02-2015-0067

Kurzfassung

Purpose – The purpose of this paper is to provide an overview of the design and experimental work of compliant wing and wingtip morphing devices conducted within the EU FP7 project NOVEMOR and to demonstrate that the optimization tools developed can be used to synthesize compliant morphing devices. Design/methodology/approach – The compliant morphing devices were “designed-through-optimization”, with the optimization algorithms including Simplex optimization for composite compliant skin design, aerodynamic shape optimization able to take into account the structural behaviour of the morphing skin, continuum-based and load path representation topology optimization methods and multi-objective optimization coupled with genetic algorithm for compliant internal substructure design. Low-speed subsonic wind tunnel testing was performed as an effective means of demonstrating proof-of-concept. Findings – It was found that the optimization tools could be successfully implemented in the manufacture and testing stage. Preliminary insight into the performance of the compliant structure has been made during the first wind tunnel tests. Practical implications – The tools in this work further the development of morphing structures, which when implemented in aircraft have potential implications to environmentally friendlier aircrafts. Originality/value – The key innovations in this paper include the development of a composite skin optimization tool for the design of highly 3D morphing wings and its ensuing manufacture process; the development of a continuum-based topology optimization tool for shape control design of compliant mechanisms considering the stiffness and displacement functions; the use of a superelastic material for the compliant mechanism; and wind tunnel validation of morphing wing devices based on compliant structure technology.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/104537/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Compliant structures-based wing and wingtip morphing devices
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Vasista, SrinivasInstitut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik - AdaptronikNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
de Gaspari, AlessandroPolitecnico di MilanoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ricci, SergioPolitecnico di MilanoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Riemenschneider, JohannesInstitut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik - AdaptronikNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Monner, Hans PeterInstitut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik - AdaptronikNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kamp van de, BramDLR-FANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2016
Erschienen in:Aircraft Engineering and Aerospace Technology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:88
DOI:10.1108/AEAT-02-2015-0067
Seitenbereich:Seiten 311-330
Verlag:Emerald Group Publishing Ltd.
ISSN:1748-8842
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Multi-objective optimization, Compliant mechanisms, Genetic algorithm, Topology optimization, Morphing structures
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Strukturen und Werkstoffe (alt)
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik > Adaptronik
Hinterlegt von: Vasista, Srinivas
Hinterlegt am:25 Jul 2016 07:45
Letzte Änderung:19 Jun 2023 11:53

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