Dynamic analysis of assembled aircraft structures with nonlinear joints

Hernández, Santiago; Menga, Edoardo; Naveira, Pablo; López, Carlos; Baldomir, Aitor; Cid, Miguel; Moledo, S.; Freire, Daniel

doi:10.2514/6.2017-1592

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“…[12,13]. The formulation of the Nonlinear Structural Dynamic Modification Method (NL SDMM) followed in this work has been introduced by Menga and Hernández [14][15][16] and is presented in Section 2. It has been proven to be a reliable and efficient approach to reduce drastically the computation burden associated with one deterministic nonlinear simulation when the global dynamic behavior depends on localized sources of nonlinearity, which can be modeled via lumped elements, i.e., elements connecting pairs of dofs.…”

Section: Outline Of the Workmentioning

confidence: 99%

A sample-based approach to estimate the dynamic loads of components with nonlinear uncertain interfaces

Menga

Sánchez

Romero

et al. 2019

Aerospace Science and Technology

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Predicting aircraft dynamics and vibration loads at components' interfaces is a key task for ensuring a robust design and development of the product. Usually, whereas in the case of isolate components the dynamic behavior can be predicted quite accurately, when several components are assembled through discontinuous junctions the predictiveness of a model decreases. The junctions, whose mechanical properties are seldom well characterized experimentally, often introduce nonlinearities in the loads' path. Additionally, their behavior is intrinsically uncertain and as a consequence, the dynamic response of the connected structures becomes stochastic. We propose a sample-based approach which aims to cope with both aspects, nonlinearities and uncertainties, and can be split in two main tasks. First, the computational cost of each deterministic simulation is minimized considering that the global nonlinear behavior depends on localized sources of nonlinearities at the interfaces. Second, the uncertainties are propagated through the model by a non-intrusive method based on Sobol's low discrepancy design. Attention is paid to the global sensitivity indices, which are estimated by creating a meta-model based on Polynomial Chaos Expansion. An industrial application considering an aircraft component whose dynamic behavior is affected by uncertain free-plays at its interfaces is presented.

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Section: Outline Of the Workmentioning

confidence: 99%

A sample-based approach to estimate the dynamic loads of components with nonlinear uncertain interfaces

Menga

Sánchez

Romero

et al. 2019

Aerospace Science and Technology

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“…Chapter 4 describes an industrial application in the context of non-linear structural vibrations. A nonlinear ROM, the Nonlinear Structural Dynamic Modifications Method (NL SDMM) [52,53,54] is presented as a reliable and efficient method to avoid the computational burden due to localized nonlinearities and is embedded in the UQ process. The study-case considers an aircraft component whose dynamic behavior is affected by free-plays interfaces, which are intrinsically uncertain.…”

Section: Outlinementioning

confidence: 99%

“…[90,91]. The formulation of the NL SDMM followed in this thesis has been introduced by Menga and Hernández [52,53,54] and is presented in Section 4.2. It has been proven to be a reliable and efficient approach to reduce drastically the computation burden associated with one deterministic nonlinear simulation when the global dynamic behavior depends on localized sources of nonlinearity, which can be modeled via lumped elements, i.e., elements connecting pairs of dofs.…”

Section: Outline Of the Chaptermentioning

confidence: 99%

Uncertainty Quantification and Global Sensitivity Analysis in Computational Mechanics

Menga¹

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Quando penso a come é cominciata questa avventura del dottorato, non posso evitare di sentire ancora l'emozione dell'ammissione e, allo stesso tempo, la solitudine che ho provato quando, camminando per i corridoi di un'universitá a me sconosciuta, mi chiedevo chi avrebbe accettato, con i miei 38 anni, di essere il mio direttore di tesi.Cosí, quasi casualmente, finí nello studio di Ignacio e, vedendo sulla sua scrivania vari fogli con gradienti ed equazioni differenziali, dubitai di quanto veramente mi sarei potuto compromettere in un progetto del genere. Ricordo, oggi quasi sorridendo, che furono giorni di grande incertezza! Credo che Ignacio decise di darmi una possibilitá e mi propose, quasi come se sapesse quello che stessi provando, di addentrarmi insieme a lui nel mondo della quantificazione dell'incertezza. Un campo di studio completamnete nuovo anche per lui. Certamente non sarebbero mancati elementi e principi di statistica, cosicché reclutammo la mia condirettrice: Mariaje. Cosí cominciarono "i nostri Venerdí"! Ringrazio entrambi per il tempo e l'attenzione che mi hanno dedicato. É stato un percorso pieno, ricco di momenti di incessanti lavoro e soddisfazione, che mi hanno permesso di crescere professionalmente e personalmente. La tranquillitá, l'ottimismo e l'integritá professionale di Ignacio, cosí come la passione e la forza di vita di Mariaje, giunto quasi alla fine di questo percorso, li sento anche un pó miei. Con rigore accademico, entrambi, hanno saputo trasmettermi fiducia e motivazione per poter completare, al meglio delle mie possibilitá, i miei studi di dottorato. Grazie di cuore! Ringrazio, inoltre, Consuelo Huerta della disponibilitá. Il suo aiuto é stato fondamentale per completare la campagna sperimentale nel laboratorio di prove meccaniche del dipartimento di ingegneria meccanica.Allo stesso modo non posso dimenticare i ringraziamenti a Santiago per la relazione professionale e personale che, in svariati anni di collaborazione, attraverso AIRBUS, abbiamo saputo costruire. Momenti di pressione e duro lavoro sempre ricompensati dal conseguimento di ottimi risultati. Qualche anno fa, insieme, siamo riusciti a sviluppare un metodo per la dinamica strutturale non lineare che ha ispirato un capitolo di questa tesi.Non posso nascondere che il cammino é stato lungo.Quando cominciai, mia figlia, Nora, era una bimba che potevo ancora portare in braccio, oggi é giá un' adolescente. Mio figlio, Elía, arrivato nel corso di questi ultimi anni , ci ha regalato una nuova energia e, tra meno di due mesi, compirá tre anni.Ringrazio la mia compagna di vita, Vicky, che allevia sempre i momenti di difficoltá con i suoi deliziosi piatti di cucina messicana. Spesso é stata in grado di regalarmi la tranquillitá di cui avevo bisogno per concentrarmi negli studi.Sono loro a dare un senso alla mia "ricerca della felicitá" e che, ogni giorno, mi motivano a costruire, insieme, una vita piena. I miei genitori, Elio e Lia, sono la vera ragione per cui oggi posso completare questo lavoro di tesi. Mi hanno sempre dato f...

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Dynamic analysis of assembled aircraft structures with nonlinear joints

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