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Tecnología Aeroespacial

Gregorio L. Juste http://labprop.dmt.upm.es/ljuste (01.10.2006)

CARGAS EN COMPONENTES ESTRUCTURALES

ESTRUCTURAS DE AERONAVES

MATERIALES



RECORDATORIO

TIPOS BÁSICOS DE CARGAS

( ):

t t

TRACCIÓNL F AE LΔ =

( ):

c c

COMPRESIÓNL F AE LΔ =

( )Tensión esfuerzoP A

DeformaciónL L

Módulo deYoung omódulo de ElasticidadLey de HookeE

σ

ε

σ ε

=

=Δ

=

CORTADURA



Límite de roturaLímite elásticoLímite de proporcionalidad

Comportamiento elástico de un material



Otros tipos de cargas : CARGAS PERPENDICULARES AL EJE O FUERA DEL EJE

Flexión

Momento flectorM P L= •

Torsión

MomentotorsorM P D= •

EsfuerzosTérmicos



Relación de Poisson μ

: relación de deformación lateral a la deformación axial. Constante en el rango elástico



( )2 1

P AMódulo de rigidezG

EG

τ

τ γ

μ

=

=

=+



Propiedades de las secciones

i i

c

i i

c

Centro demasasCentroide

x dAX

A

y dAY

A

=∑

∑

2

2

2

x i i

y i i

i i x y

Momento de InerciaI y dA

I x dA

Momento polarJ r dA I I

=

=

= = +

∑∑

∑

fyx x

y

fxy y

x

Esfuerzos debidos a flexiónM

zI

Mz

I

σ

σ

=

=

Z : distancia el eje principal de inercia



ELEMENTOS ESTRUCTURALES BÁSICOS : TIRANTES : SOLO TRACCIÓNCOLUMNAS : COMPRESIÓN (ÁREA, LONGITUD, CONDICIONES DE APOYO (EVITAR PANDEO)VIGAS : (SOPORTAN FLEXIÓN, UNA LONGITUD MUCHO MAYOR QUE LAS OTRASPLACAS O PANELES : DISTRIBUIR ESFUERZOS CORTANTES (EVITAR PANDEO)

ESTRUCTURA : COMBINACIÓN DE LOS CUATRO ELEMENTOS



Cargas sobre alas



ESTRUCTURAS DE AERONAVES ESTRUCTURA SEMIMONOCASCO

LOS ELEMENTOS DE LA ESTRUCTURA TRANMITEN Y REISTEN LAS CARGA APLICDASPROPORCIONAN LA FORMA AERODINÁMICAPROTEJEN A LOS PASAJEROS

ESTRUCTURAS DE PARED DELGADA REFORZADAS POR ELEMENTOS RIGIDIZADORES LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES



COMPARACIÓN DE ALAS



Felipe Ramajo, Ingeniero Aeronáutico.Universidad Politécnica de ValenciaAVIONES SUPERSÓNICOS



Felipe Ramajo, Ingeniero Aeronáutico.Universidad Politécnica de Valencia



CARGAS



MATERIALES Criterios o factores para la selección del material

CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS

CARACTERÍSTICAS DE FABRICACIÓN Y PRODUCCIÓN

CARACTERÍSTICAS DE VIDA EN SERVICIO



Aleación de Aluminio

Composite Fibra de Carbono

Titanio

Aluminio

Composite Fibra de Vidrio reforzada

MATERIALES UTILIZADOS EN EL EF2000:

DISTRIBUCIÓN DE MATERIALES




EUROFIGTHER 2000 HACE USO EXTENSIVO DE COMPUESTOS DE FIBRA DE CARBONO, FIBRA DE VIDRIO Y ALEACIONES LIGERAS

VENTAJASVENTAJASREDUCCIÓN 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

INCONVENIENTESINCONVENIENTESMAYOR COSTE DE LAS MATERIAS PRIMAS

MAYOR COMPLEJIDAD DE FABRICACIÓNFelipe Ramajo, Ingeniero Aeronáutico.Universidad Politécnica de Valencia



MATERIALES COMPUESTOS (COMPOSITES)

COMPUESTOS DE FIBRA DE CARBONO (CARBON FIBER COMPOSITES = CFC)

ALTA RELACIÓN RESISTENCIA-PESO

ALTA RELACIÓN RIGIDEZ-PESO

RESISTENCIA A LA CORROSIÓN

DUREZA

CARACTERISTICASREDUCCIÓN ENTRE UN 20- 40% DE PESO RESPECTO AL USO DE MATERIALES CONVENCIONALES

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)

UTILIZACIÓN

Composite Fibra de Carbono




COMPUESTOS DE FIBRA DE VIDRIO (GLASS REINFORCED PLASTIC = GRP)

MATERIALES COMPUESTOS (COMPOSITES)

BAJO PESO

BAJA RESISTENCIA ESTRUCTURAL

RESISTENCIA A LA CORROSIÓN

TRANSPARENCIA FRENTE A LAS RADIACIONES DE RADIO-FRECUENCIA

CARACTERISTICAS

UTILIZACIÓN

RADOMO DEL

RADAR

ANTENA DE PUNTA DEL ESTABILIZADOR VERTICAL


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