Programa Oficial de Estudios Plan 2000 Curso 2012/2013 - ETSIA

Asignatura: ESTRUCTURAS ESPACIALES Código: 4251
Curso 4 Nº de Créditos 5.25 Tipo:
Semestre 2 Horas Semanales 3,5
OPTATIVA (A2)
Prácticas (laboratorio,
taller, etc.): SI
Curso 13/14: 4,5 horas en total
INTRODUCCIÓN A LAS ESTRUCTURAS ESPACIALES.
Historia, nomenclatura y distribución de pesos en lanzadores y vehículos espaciales. Estructuras típicas en
lanzadores y vehículos espaciales. Requisitos estructurales. Configuración de los distintos subsistemas.
Opciones de diseño. Criterio y filosofía del diseño estructural. Mecanismos y elementos desplegables.
Modelizado de las estructuras espaciales de gran tamaño.
ESTATICA DE ESTRUCTURAS ESPACIALES.
Pandeo de estructuras circulares de pared delgada. Teoría de Koiter. Tipos de uniones en
estructuras espaciales. Uniones lineales y no lineales. Pórticos elásticos no lineales. Matriz de
rigidez no lineal. Matriz de desplazamiento no lineal. Pórticos triangulares. Esfuerzos iniciales.
Efectos térmicos. Inestabilidad elástica de elementos y de pórticos. Determinación de la
condición de inestabilidad. Aproximación de cargas axiales. Cargas críticas elásticas en
pórticos. Fallo elástico de estructuras.
DINÁMICA DE ESTRUCTURAS ESPACIALES.
Dinámica de un sistema compuesto por sólidos rígidos y/o elásticos acoplados. Análisis del sistema
lineal. Aplicación del método de síntesis modal. Dinámica durante despliegue y recogida. Aplicación a
una estructura espacial con tirantes (Thethered). Dinámica estructural no lineal. La Ecuación de Duffing.
Métodos semianalíticos y de integración directa. Ecuaciones del movimiento de una estructura genérica.
ESTABILIDAD DINÁMICA DE ESTRUCTURAS ESPACIALES.
Estabilidad de Liapunov. Sistemas conservativos. Sistemas con amortigua-miento, amortiguamiento
semidefinido. Sistemas giroscópicos y giroscópicos amortiguados. Sistemas circulatorios, asimétricos y
realimentados. Formas de primer orden. Límites de estabilidad. Estabilidad dinámica de sistemas
estructurales con coeficientes que varían con el tiempo. Teoría de Floquet.
CONTROL DE ESTRUCTURAS ESPACIALES.
Controlabilidad y observabilidad. Recolocación de los autovalores de la estructura. Control
óptimo. Estimadores. Identificación del sistema. Modelado del sistema de orden reducido.
Control modal. Modelado de errores. Retrasos. No linealidades estructurales. Incertidumbre en
los parámetros estructurales. Interacción Control/Estructura. Efectos de los actuadores.
DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE ESTRUCTURAS ESPACIALES.
Consideraciones de diseño. Aislamiento y transmisibilidad. Métodos de diseño. Control activo y
pasivo. Optimización de estructuras controladas activamente. Ecuaciones básicas. Procedimientos de
solución. Optimización de estructuras con métodos de programación lineal y no lineal.
BIBLIOGRAFÍA:
Curso 13/14
S.N. Atluri y A.K. Amos. “Large Space Structures: Dynamics and Control”. Springer-Verlag. 1988.
C.L. Kirk y J.L. Junkins. “Dynamics of Flexible Structures in Space”. Springer-Verlag. 1990.
J. Argyris. “Dynamics of Structures”. North-Holland. 1991.
T.P. Sarafin y W.J. Larson. “Spacecraft structures and mechhanism: from concept to launch”. Microcosm
Tonance. 1995.
Asignatura(s) soporte(s): VIBRACIONES
ESTRUCTURAS AERONAUTICAS
Curso 13/14