Diseño de un panel honeycomb bioinspirado en el caparazón de un armadillo de nueve bandas: aplicación aeronáutica

Abstract

Actualmente la aplicación de patrones biológicos dentro del diseño de sistemas mecánicos está en incremento debido a su éxito evolutivo. En este sentido tras millones de años de evolución la naturaleza ha proveído estructuras optimizadas a los seres vivos para asegurar su supervivencia ante cambios climáticos o depredadores. A partir de lo anterior el presente artículo describe el diseño y evaluación numérica de estructuras tipo panal de abeja basadas en el caparazón de un armadillo. Las estructuras fueron construidas con aluminio 6063-T5 y evaluadas a través de pruebas de comprensión usando el software de elementos finitos Abaqus. Durante el estudio especial énfasis fue puesto en el diseño de la sección transversal de las estructuras y su efecto en la resistencia al impacto. En este sentido se diseñaron cinco diferentes estructuras con patrones poligonales y triangulares. De acuerdo con los resultados obtenidos la estructura con base hexagonal/circular mostró un mejor desempeño en cuanto a la eficiencia de la fuerza de aplastamiento (CFE) con un valor de 0.78- lo anterior se confirmó al obtener un valor de absorción de energía especifica igual a 20.59 J/r. Finalmente, con los hallazgos encontrados se diseñó un panel de absorción de energía para una aeronave ligera.