Presentación: FEM de la estructura del semiala del DC-9
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Modelo de elementos finitos de la estructura del ala de un avión.
FERNANDO ARETIO ZÁRATE
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Avión elegido
DC-9-30
MTOW = 49000 Kg
Envergadura = 28.44 m
V crucero máx = 250 m/s
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Secciones
Para hacer el estudio con las teorías elementales se estudian 3 secciones a lo largo del ala.
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Cargas aplicadas
Se distribuyen de forma proporcional a la cuerda
L = n · MTOW = 1478879 N
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Esfuerzos normales
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Esfuerzos cortantes
Sección 1 Sección 3Sección 2
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Materiales
• Intradós: Aluminio 2024
• Resto: Aluminio 7075
E = 73700 MPa
sTY = 324MPa
n = 0.33
E = 71000 MPa
sCY = 469 MPa
n = 0.33
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Esfuerzos máximos permitidos. I
• Intradós: A carga límite sX ≤ 0.8 · sTY
• Al 80% de la carga límite no hay pandeo por compresión de los paneles entre larguerillos.
kc = 4
t = espesor revestimiento
b = distancia entre larguerillos
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Esfuerzos máximos permitidos. II
• A carga última el alma del larguero no falla a cortadura
• A carga última no hay crippling en el codón del larguero
CE = 0.316
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Esfuerzos máximos permitidos. III
• A carga última no hay fallo del larguerillo efectivo.
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Comparación de esfuerzosDatos Sección 1 Sección 2 Sección 3
t alma RS 8.7 8.0 7.0
t alma FS 7.6 8.1 8.4t revestimiento 8.9 7.1 5.1
b cordón 60 55 45t cordón 10 9 8.5
b stringer 35 35.0 30.0t stringer 4.7 4.4 3.5
Intradós Paneles L. trasero L. delantero Cordón Larguerillos
-0.10
-0.05
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
Margen de seguridad
Sección 1Sección 2Sección 3
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Modelo de elementos finitos
SHELL
· Revestimientos· Almas de los largueros· Costillas
CROD
· Larguerillos· Cordones de los largueros· Perímetro de las costillas
Espesores (mm) Áreas (mm2)
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FEM. Apoyos y fuerzas
· Condición de simetría
· Apoyos
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Resultados del análisis NASTRAN
Sección 1 Sección 2 Sección 3 Revestimiento inferior +20% +3% - t larguero trasero +3% -30% -30% t larguero delantero +10% - -30% t larguerillo - - +2%
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Resultado de la modificación del FEM
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¿Preguntas?