Modelo de elementos finitos de la estructura del ala de un avión.

FERNANDO ARETIO ZÁRATE

Avión elegido

DC-9-30

MTOW = 49000 Kg

Envergadura = 28.44 m

V crucero máx = 250 m/s

Secciones

Para hacer el estudio con las teorías elementales se estudian 3 secciones a lo largo del ala.

Cargas aplicadas

Se distribuyen de forma proporcional a la cuerda

L = n · MTOW = 1478879 N

Esfuerzos normales

Esfuerzos cortantes

Sección 1 Sección 3Sección 2

Materiales

• Intradós: Aluminio 2024

• Resto: Aluminio 7075

E = 73700 MPa

sTY = 324MPa

n = 0.33

E = 71000 MPa

sCY = 469 MPa

n = 0.33

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

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

Esfuerzos máximos permitidos. III

• A carga última no hay fallo del larguerillo efectivo.

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

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)

FEM. Apoyos y fuerzas

· Condición de simetría

· Apoyos

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%

Resultado de la modificación del FEM

¿Preguntas?