CARGAS EN COMPONENTES ESTRUCTURALES ESTRUCTURAS DE AERONAVES MATERIALES

Transcripción

1 CARGAS EN COMPONENTES ESTRUCTURALES ESTRUCTURAS DE AERONAVES MATERIALES

2 RECORDATORIO TIPOS BÁSICOS DE CARGAS Tensión( esfuerzo) σ = PA Deformación ε =ΔLL Módulo deyoung o módulo de Elasticidad Ley de Hooke E = σ ε TRACCIÓN : t ( ) Δ L = F AE L COMPRESIÓN : c t ( ) Δ L = F AE L CORTADURA c

3 Comportamiento elástico de un material Límite de proporcionalidad Límite elástico Límite de rotura

4 Flexión Momento flector M = P L Otros tipos de cargas : CARGAS PERPENDICULARES AL EJE O FUERA DEL EJE Esfuerzos Térmicos Torsión Momentotorsor M = P D

5 Relación de Poisson μ : relación de deformación lateral a la deformación axial. Constante en el rango elástico

6 τ = PA Módulo de rigidez G = τ γ G = E 21 ( + μ )

7 c Propiedades de las secciones Centro de masas Centroide X Y c = i xda i A yda A i i Momento de Inercia I I = y da 2 x i i = x da 2 y i i Momento polar J = rda= I + I 2 i i x y Esfuerzos debidos a flexión M σ x = I σ y = y M I fy x fx z z x y Z : distancia el eje principal de inercia

8 ELEMENTOS ESTRUCTURALES BÁSICOS : TIRANTES : SOLO TRACCIÓN COLUMNAS : COMPRESIÓN (ÁREA, LONGITUD, CONDICIONES DE APOYO (EVITAR PANDEO) VIGAS : (SOPORTAN FLEXIÓN, UNA LONGITUD MUCHO MAYOR QUE LAS OTRAS PLACAS O PANELES : DISTRIBUIR ESFUERZOS CORTANTES (EVITAR PANDEO) ESTRUCTURA : COMBINACIÓN DE LOS CUATRO ELEMENTOS

9 Cargas sobre alas

10 ESTRUCTURAS DE AERONAVES ESTRUCTURA SEMIMONOCASCO LOS ELEMENTOS DE LA ESTRUCTURA TRANMITEN Y REISTEN LAS CARGA APLICDAS PROPORCIONAN LA FORMA AERODINÁMICA PROTEJEN A LOS PASAJEROS ESTRUCTURAS DE PARED DELGADA REFORZADAS POR ELEMENTOS RIGIDIZADORES LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES

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22 COMPARACIÓN DE ALAS

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24 AVIONES SUPERSÓNICOS Felipe Ramajo, Ingeniero Aeronáutico. Universidad Politécnica de Valencia

25 Felipe Ramajo, Ingeniero Aeronáutico. Universidad Politécnica de Valencia

26 Felipe Ramajo, Ingeniero Aeronáutico. Universidad Politécnica de Valencia

27 Felipe Ramajo, Ingeniero Aeronáutico. Universidad Politécnica de Valencia

28 Felipe Ramajo, Ingeniero Aeronáutico. Universidad Politécnica de Valencia

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30 CARGAS

31 CARGAS

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33 MATERIALES Criterios o factores para la selección del material CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS CARACTERÍSTICAS DE FABRICACIÓN Y PRODUCCIÓN CARACTERÍSTICAS DE VIDA EN SERVICIO

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43 MATERIALES UTILIZADOS EN EL EF2000: Composite Fibra de Carbono Aleación de Aluminio DISTRIBUCIÓN DE MATERIALES Titanio Composite Fibra de Vidrio reforzada Aluminio Felipe Ramajo, Ingeniero Aeronáutico. Universidad Politécnica de Valencia

44 EUROFIGTHER 2000 HACE USO EXTENSIVO DE COMPUESTOS DE FIBRA DE CARBONO, FIBRA DE VIDRIO Y ALEACIONES LIGERAS VENTAJAS REDUCCIÓN DE PESO RESPECTO DE UNA ESTRUCTURA METALICA ALTA RELACIÓN RESISTENCIA-PESO MUY BUENAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES USO DE NUEVAS TECNICAS DE FABRICACIÓN (Superplastic forming /Difusion Bonding) REDUCCIÓN DE COSTES FINALES INCONVENIENTES MAYOR COSTE DE LAS MATERIAS PRIMAS MAYOR COMPLEJIDAD DE FABRICACIÓN Felipe Ramajo, Ingeniero Aeronáutico. Universidad Politécnica de Valencia

45 MATERIALES COMPUESTOS (COMPOSITES) COMPUESTOS DE FIBRA DE CARBONO (CARBON FIBER COMPOSITES = CFC) CARACTERISTICAS ALTA RELACIÓN RESISTENCIA-PESO ALTA RELACIÓN RIGIDEZ-PESO RESISTENCIA A LA CORROSIÓN DUREZA REDUCCIÓN ENTRE UN 20-40% DE PESO RESPECTO AL USO DE MATERIALES CONVENCIONALES UTILIZACIÓN 70% DE LA SUPERFICIE EXTERNA (REVESTIMIENTOS DE ALAS Y FUSELAJE, ESTABILIZADOR VERTICAL) 40% DE LA ESTRUCTURA DEL AVIÓN (LARGUEROS, CUADERNAS Y COSTILLAS EN ALA Y FUSELAJE) Composite Fibra de Carbono Felipe Ramajo, Ingeniero Aeronáutico. Universidad Politécnica de Valencia

46 MATERIALES COMPUESTOS (COMPOSITES) COMPUESTOS DE FIBRA DE VIDRIO (GLASS REINFORCED PLASTIC = GRP) CARACTERISTICAS BAJO PESO BAJA RESISTENCIA ESTRUCTURAL RESISTENCIA A LA CORROSIÓN TRANSPARENCIA FRENTE A LAS RADIACIONES DE RADIO-FRECUENCIA UTILIZACIÓN RADOMO DEL RADAR ANTENA DE PUNTA DEL ESTABILIZADOR VERTICAL Felipe Ramajo, Ingeniero Aeronáutico. Universidad Politécnica de Valencia

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