Εργαστήριο Αεροναυπηγικής

Το Εργαστήριο Αεροναυπηγικής καλύπτει τις επιστημονικές περιοχές της δομικής σχεδίασης αεροσκαφών, της Υπολογιστικής (Πεπερασμένα Στοιχεία) Μηχανικής (στατική και δυναμική) Ανάλυσης Αεροπορικών Δομών, την αλληλεπίδραση στερεού ρευστού (αεροελαστικότητα), τη μηχανκή του απαραμόρφωτου και παραμορφώσιμου στερεού σώματος, της σχεδίασης και μηχανικής συμπεριφοράς συνθέτων υλικών,  του Μη – Καταστροφικού ελέγχου συνθέτων υλικών και κατασκευών (Ταλαντώσεις, Υπέρηχοι, Ακουστική Εκπομπή, Ακουστο-υπέρηχοι).

Ομάδα Εργαστηρίου

Διευθυντής: Επίκουρος Καθηγητής Βαρέλης Δημήτριος

Προσωπικό: Επίκουρος Καθηγητής Σταματέλος Δημήτριος, Ειδικός Επιστήμονας Τσαντζαλής Σταύρος

Εγκαταστάσεις – Εξοπλισμός

Εκπαιδευτικές Συσκευές
  • Διάταξη στατικής φόρτισης πτέρυγας
  • Διάταξη εύρεσης ελαστικού κέντρου λεπτότοιχης δοκού
  • Διάταξη μελέτης ελαστικών ταλαντώσεων δοκού
  • Διάταξη εύρεσης τάσεων σε πλαίσιο ατράκτου
  • Διάταξη εύρεσης τάσεων σε χωρικό δικτύωμα (ουραίο ελαφρού ελικοπτέρου)
  • Διάταξη εύρεσης της συγκέντρωσης τάσεων γύρω από κυκλική εκτομή (cut-off) σε πλάκα
  • Διάταξη εύρεσης των τάσεων σε σύνθετο κέλυφος (multishell) πτέρυγας
Συσκευές Επίδειξης
  • Πλήρες μαχητικό αεροσκάφος F-5
  • Διάφορα τμήματα αεροσκαφών (άτρακτοι, πτέρυγες, στοιχεία σύνδεσης κ.ά.)
Ερευνητικές Διατάξεις
  • Υδραυλικό σύστημα Schenk διαδοχικών (δυναμικών) φορτίσεων τμημάτων αεροσκαφών 20 kN (προσωρινά εκτός λειτουργίας)

Εκπαίδευση

Στο εργαστήριο πραγματοποιούνται εργαστηριακές ασκήσεις στα πλαίσια των μαθημάτων Αεροναυπηγικής, Τεχνική Μηχανικής και Εισαγωγής στη Μέθοδο των Πεπερασμένων Στοιχείων.

Επίσης κάθε χρόνο εκπονούνται Διπλωματικές Εργασίες σε θέματα επιστημονικών περιοχών που καλύπτει το εργαστήριο. Παρακάτω αναφέρονται τίτλοι Διπλωματικών εργασιών που έχουν εκπονηθεί από Ικάρους τα τελευταία χρόνια.

    1. Εξέλιξη του δομικού σχεδιασμού πτερύγων μαχητικών αεροσκαφών τον τελευταίο αιώνα.
    2. Σχεδιασμός και δομική ανάλυση πτέρυγας αεροσκάφους κατασκευασμένη από σύνθετα υλικά με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων.
    3. Παθητική ανακούφιση τάσεων δοκού πτέρυγας αεροσκάφους μέσω της επίδρασης σύζευξης καμπτικής- στρεπτικής δυσκαμψίας της πολύστρωτης δομής.
    4. Επίδραση της σύζευξης καμπτικής-στρεπτικής δυσκαμψίας στα μορφικά χαρακτηριστικά πολύστρωτης σύνθετης πτέρυγας αεροσκάφους.
    5. Δομική Ανάλυση Αεροπορικού Πάνελ από Άτρακτο Αεροσκάφους με τη Μέθοδο των Πεπερασμένων Στοιχείων.
    6. Στατική και δυναμική (μορφική) ανάλυση πτερυγίου ελικοστρόβιλου (turboprop) κατασκευασμένου από σύνθετα υλικά.

Μαθήματα

Το εργαστήριο Αεροναυπηγικής καλύπτει τη διδασκαλία μαθημάτων για τις ειδικότητες των Ιπταμένων και Μηχανικών Αεροσκαφών.

Ειδικότητα Ιπταμένων: Τεχνική Μηχανική, Αεροναυπηγική I,II,III

Ειδικότητα Μηχανικών: Σχεδίαση και κατασκευή αεροσκαφών Ι&ΙΙ, Αεροναυπηγική Ι&ΙΙΙ, Αεροναυπηγική ΙΙ (Μηχανική Συνθέτων Υλικών), Αεροελαστικότητα, Τεχνική Μηχανική Ι (Στατική), Τεχνική Μηχανική ΙΙ (Δυναμική), Ταλαντώσεις, Εισαγωγή στη Μέθοδο των Πεπερασμένων Στοιχείων

Έρευνα – Συνεργασίες

Το εργαστήριο συνεργάζεται σε κοινά ερευνητικά προγράμματα με το Εργαστήριο  Τεχνικής Μηχανικής και Ταλαντώσεων του Τμήματος Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών του Πανεπιστημίου Πατρών.

Εκδόσεις – Δημοσιεύσεις

  1. Kardarakos G., Chrysochoidis N., Varelis D., and Saravanos D.A. (2023)“Numerical and experimental investigation of the energy harvesting performance of electromechanically coupled piezoelectric prestressed beams subjected to nonlinear vibrations”, Smart Materials and Structures, 32: 021006 (10 pages).
  2. Varelis D., and Saravanos D.A., (2022) “A Coupled Nonlinear Plate Finite Element for Thermal Buckling and Postbuckling of Piezoelectric Composite Plates including Thermo-Electro-Mechanical Effects”, Journal of Thermal Stresses, 45: 30-50.
  3. Varelis D., and Saravanos D.A., (2021) “Coupled Nonlinear Mechanics for the Electromechanical Response of Multi-Stable Piezoelectric Shallow Shells with Piezoelectric Films”, Aerospace Science and Technology,109: 106444
  4. Varelis D. (2021) “Small-amplitude free vibration analysis of active multistable shells under static multifield loading”, Journal of Vibration and Control, 27: 18-30
  5. Nils Kaiser; Nils Goossens; Ane Jimenez; Ignacio Laraudogoitia; Spyridon Psarras; Stavros Tsantzalis, “Advanced manufacturing concept of a bio-inspired reaction wheel rotor for small and medium sized constellation satellites”, CEAS Space Journal 2023-03-30, DOI 10.1007/s12567-023-00489-w,
  6. Konstantina Zafeiropoulou, Christina Kostagiannakopoulou, Marita Georgopoulou, Christina Vogiantzi, Theodoros Loutas, Stavros Tsantzalis, George Sotiriadis, Vassilis Kostopoulos, “Development of multi-functional hybrid nano-reinforced epoxy adhesives”, World Journal of Mechanics > Vol.11 No.12, December 2021,
  7. Kostopoulos, A. Kotrotsos, A. Geitona and S. Tsantzalis, “Low velocity impact response and post impact assessment of carbon fibre/epoxy composites modified with Diels-Alder based healing agent. A novel approach”, Composites Part A, Volume 140, January 2021, 106151,
  8. Vassilis Kostopoulos, Nikolaos Sarantinos and Stavros Tsantzalis. “Review of Through-the-Thickness Reinforced z-Pinned Composites”, J. Compos. Sci. 2020, 4, 31; doi:10.3390/jcs4010031

Συνέδρια

  1. Kardarakos G., Chrysochoidis N., Varelis D., Saravanos D.A. Plagianakos T.S, Vartholomeos P., Leventakis N., Bolanakis G., Margelis N., and Papadopoulos E.G.,“Computational and Experimental Efficiency Investigation of Nonlinear Energy Harvesting Systems Based on Monostable and Bistable Piezoelectric Beams”, ASME 2021 Conference on Smart Materials, Adaptive Structures and Intelligent Systems, Virtual, Online, 14-15 September 2021
  2. Kardarakos G., Chrysochoidis N., Varelis D., Saravanos D.A. Plagianakos T.S Vartholomeos P., Leventakis N., Bolanakis G., Margelis N., and Papadopoulos E.G.,“Piezoelectric Energy Harvesting from Composite Beams in Geometric Nonlinear Regime: Numerical and Experimental Approach”, Smart Structures and Nondestructive Evaluation, Digital Forum, 22-26 March 2021
  3. Varelis D., Kardarakos G., Chrysochoidis N., and Saravanos D.A., “Towards a nonlinear buckled piezoelectric beam system for enhanced electromechanical energy conversion”, Smart Structures and Nondestructive Evaluation, California, USA, 27 April-8 May 2020
  4. Varelis D., and Saravanos D.A., “Nonlinear electromechanical conversion of multi-stable piezoelectric shallow shells with piezoelectric films”, 9thECCOMAS SMART 2019, Paris, France, 8-11 July 2019,
  5. Konstantina Zafeiropoulou, Christina Kostagiannakopoulou, Iakovos Delasoudas, George Sotiriadis, Stavros Tsantzalis, Vassilis Kostopoulos, “Nano-reinforced heating element for de-icing applications” (accepted), 8th European Congress on Advanced Nanotechnology and Nanomaterials, 12-13 October 2023, London, United Kingdom.
  6. Konstantina Zafeiropoulou, Christina Kostagiannakopoulou, Stavros Tsantzalis, George Sotiriadis and Vassilis Kostopoulos, “Improved fatigue life of graphene -modified carbon fiber reinforced polymers through an analytic compliance-based characterization” (accepted). 13th EASN International Conference on “Innovation in Aviation & Space for opening New Horizons”, 5-8 of September 2023, Salerno, Italy.
  7. Nicolas Blasakis, Dimitrios Athinaios, Grigoris Koutsoukis, Athanasios Baltopoulos, Antonis Vavouliotis, Stavros Tsantzalis, Vassilis Kostopoulos, Daniele Suracs, Kai Zaja, Laurent Pambaguian, Benoit Bonvoisin, “From conventional to nano-enabled materials for thermally and electrically conductive spacecrafts’ structures”, 17th ECSSMET 2023 European Conference on Spacecraft Structures Materials and Environmental Testing, 28-30 March 2023 Toulouse, France.
  8. Despoina I. Batsouli, Aspasia Antonelou, Grigorios Koutsoukis, Athanasios Baltopoulos, Stavros Tsantzalis, Vassilis Kostopoulos, Spyros N. Yannopoulos& Antonios Vavouliotis, “Laser-induced graphene carbon fiber reinforced composites for multifunctionality”, 20th European Conference on Composite Materials, ECCM 20, Lausanne, Switzerland, June 26-30, 2022,
  9. Konstantina Zafeiropoulou, Christina Kostagiannakopoulou, Stavros Tsantzalis, George Sotiriadis, Vassilis Kostopoulos, “Development of Graphene-modified conductive films with improved electro-thermal properties for anti-icing/de-icing systems”, 20th European Conference on Composite Materials, ECCM 20, Lausanne, Switzerland, June 26-30, 2022.

Επικοινωνία

Βαρέλης Δημήτριος Επίκουρος Καθηγητής Σχολής Ικάρων

Email: dimitrios.varelis@hafa.haf.gr

Τσαντζαλής Σταύρος Ειδικός Επιστήμονας Σχολής Ικάρων

Email: stsantzalis@gmail.com