En el diseño de vida segura , los productos están destinados a ser retirados de servicio en un diseño de vida específico .
Safe-life es particularmente relevante para aviones de metal simple, donde los componentes de la estructura del avión están sujetos a cargas alternas durante la vida útil del avión, lo que los hace susceptibles a la fatiga del metal . En ciertas áreas, como en los componentes del ala o la cola, la falla estructural en vuelo sería catastrófica.
La técnica de diseño de vida segura se emplea en sistemas críticos que son muy difíciles de reparar o cuya falla puede causar graves daños a la vida y la propiedad. Estos sistemas están diseñados para funcionar durante años sin necesidad de reparaciones.
La desventaja de la filosofía de diseño de vida segura es que se deben hacer suposiciones serias con respecto a las cargas alternas impuestas a la aeronave, por lo que si esas suposiciones resultan ser inexactas, las grietas pueden comenzar antes de que el componente sea retirado de servicio. Para contrarrestar esta desventaja, alternativas filosofías de diseño como a prueba de fallos de diseño y tolerante a fallos de diseño se han desarrollado.
La industria automotriz
Una forma en que el enfoque de la vida segura es planificar y prever la dureza de los mecanismos en la industria automotriz. Cuando la carga repetitiva en las estructuras mecánicas se intensificó con la llegada de la máquina de vapor, a mediados del siglo XIX, se estableció este enfoque (Oja 2013). Según Michael Oja, “los ingenieros y académicos comenzaron a comprender el efecto que el estrés cíclico (o tensión) tiene en la vida de un componente; se desarrolló una curva que relaciona la magnitud de la tensión cíclica (S) con el logaritmo del número de ciclos hasta la falla (N) ”(Oja 2013). La curva SN porque la relación fundamental está en los diseños de vida segura. La curva depende de muchas condiciones, incluida la relación entre la carga máxima y la carga mínima (relación R), el tipo de material que se inspecciona y la regularidad con la que se aplican las tensiones (o deformaciones) cíclicas. Hoy en día, la curva sigue siendo consecuente al probar experimentalmente muestras de laboratorio en muchos niveles diferentes de carga cíclica continua y detectar el número de ciclos hasta la falla (Oja 2013). Michael Oja afirma que, “Como era de esperar, a medida que la carga disminuye, la vida útil de la muestra aumenta” (Oja 2013). El límite práctico de los desafíos experimentales se ha debido a los límites de frecuencia de las máquinas de prueba hidráulicas. La carga a la que ocurre este ciclo de vida alto se ha llegado a reconocer como el activo de fatiga del material (Oja 2013).
Estructura de helicóptero
La filosofía de diseño de vida segura se aplica a todas las estructuras de helicópteros. [1] En la generación actual de helicópteros del Ejército, como el UH-60 Black Hawk, los materiales compuestos constituyen hasta el 17 por ciento del peso del fuselaje y del rotor (Reddick). Harold Reddick afirma que, "Con la llegada de los principales proyectos de I + D de estructuras compuestas de helicópteros, como el Programa de fuselajes compuestos avanzados (ACAP) y los proyectos de Tecnología y métodos de fabricación (MM&T), como el Programa de palas compuestas de bajo coste UH-60, se estima que en unos pocos años los materiales compuestos podrían aplicarse hasta en un 80% del peso de la estructura del avión y del rotor de un helicóptero en un programa de producción ”(Reddick). Junto con esta aplicación, es la obligación esencial que se industrialicen criterios de diseño sólidos y definitivos para que las estructuras compuestas posean una alta vida útil para la economía de propiedad y una buena tolerancia a los daños para la seguridad del vuelo. Los criterios de vida segura y tolerancia a daños son prácticos para todos los componentes críticos del vuelo de helicópteros (Reddick).
Citas
- ^ Reddick, Harold. "Enfoques de diseño de vida segura y tolerantes a daños para estructuras de helicópteros" (PDF) . NASA . Consultado el 11 de junio de 2019 .
Referencias
Oja, Michael (18 de marzo de 2013). "Conceptos de diseño estructural: descripción general de la vida segura y la tolerancia al daño". Vextec.com | Reducción de los costos del ciclo de vida desde el diseño hasta el servicio de campo . Consultado el 11 de junio de 2019.
"Fatigue (material)", Wikipedia , 2019-06-04, consultado el 2019-06-11
Reddick, Harold. "Enfoques de diseño de vida segura y tolerantes a daños para estructuras de helicópteros" (PDF). NASA . Consultado el 11 de junio de 2019.
Ver también
- A prueba de fallos
- Diseño tolerante a fallas
- Ingeniería de Seguridad
- Tolerancia al daño
- 1945 Accidente de Australian National Airways Stinson