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Structural Design and Optimization of Piezo-activated Morphing CFRP Fan Blades

Kleinwechter, Felix und Seidler, Marcel und Monner, Hans Peter und Friedrichs, Jens (2024) Structural Design and Optimization of Piezo-activated Morphing CFRP Fan Blades. In: 17th Annual Conference of the Smart Materials, Adaptive Structures and Intelligent Systems, SMASIS 2024, SMASIS2024-139802. SMASIS 2024, 2024-09-09 - 2024-09-11, Atlanta, USA. doi: 10.1115/SMASIS2024-139802. ISBN 978-079188832-2.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
1MB

Offizielle URL: https://asmedigitalcollection.asme.org/SMASIS/proceedings-abstract/SMASIS2024/88322/1207788

Kurzfassung

Modern aeronautical engines and their fans are currently conceived for optimal performance at a design point defined by the conditions of the dominant flight phase. Due to the resulting fixed blade geometry, engine efficiency is reduced during offdesign conditions. A switch to shape-adaptive blades enables the adjustment of the geometry to prevailing conditions, increasing efficiency. Therefore, a methodology was developed for the design of piezo-activated morphing metallic engine blades within the Sustainable and Energy-Efficient Aviation SE²A Cluster of Excellence. To cover more off-design conditions, it is necessary to increase the morphing deformations. This paper introduces an extension of the methodology that enables the design of blade bodies from plies of carbon fiber-reinforced polymers. The goal is to use the anisotropic material properties of these composites to increase the achievable morphing deformations. A genetic algorithm is used to optimize the carbon fiber orientations of two fan blade architectures to maximize the morphing related change in turning angle or stagger angle. These tailored morphing composite fan blades achieve higher angular changes at a lower mass compared to titanium alloy blades.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/206533/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Structural Design and Optimization of Piezo-activated Morphing CFRP Fan Blades
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kleinwechter, Felixfelix.kleinwechter (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0003-5150-5367171948035
Seidler, Marcelm.seidler (at) ifas.tu-braunschweig.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Monner, Hans PeterHans.Monner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5897-2422NICHT SPEZIFIZIERT
Friedrichs, Jensj.friedrichs (at) ifas.tu-braunschweig.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:28 Mai 2024
Erschienen in:17th Annual Conference of the Smart Materials, Adaptive Structures and Intelligent Systems, SMASIS 2024
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1115/SMASIS2024-139802
Seitenbereich:SMASIS2024-139802
ISBN:978-079188832-2
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Piezo, Morphing, CFRP, Fan
Veranstaltungstitel:SMASIS 2024
Veranstaltungsort:Atlanta, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:9 September 2024
Veranstaltungsende:11 September 2024
Veranstalter :ASME
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Umweltschonender Antrieb
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CP - Umweltschonender Antrieb
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Triebwerkskonzepte und -integration
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Systemleichtbau
Institut für Systemleichtbau > Adaptronik
Hinterlegt von: Kleinwechter, Felix
Hinterlegt am:23 Sep 2024 08:20
Letzte Änderung:27 Nov 2024 09:36

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