Simulación de la respuesta a cargas dinámicas de uniones estructurales de CFRP por tornillos en cabinas de aeronaves civiles

Abstract

En el presente proyecto se desarrolla un modelo simplificado en elementos finitos de la unión por tornillo entre la cuaderna y el revestimiento de la cabina de un avión. El modelo se desarrolla con el programa Pam-Crash™ buscando la optimización del diseño de elementos aeronáuticos, con un ahorro en la utilización de recursos y un incremento en la fiabilidad de los resultados obtenidos. El modelo consiste en el diseño geométrico, representativo y simplificado de los elementos estructurales de una cabina de avión, cuaderna, revestimiento y refuerzo, sometidos a una tensión a alta velocidad. La respuesta de la estructura se calibra bajo las suposiciones y simplificaciones realizadas mediante las especificaciones de condiciones de frontera, contactos entre los elementos, y las propiedades de los materiales. El modelo es desarrollado en tres etapas; la primera, consiste en la calibración de las condiciones de frontera y de los elementos sólidos que modelan la estructura. En la segunda etapa, se desarrolla un modelo global para analizar la interacción del detalle del tornillo con los elementos a su alrededor y así afinar las hipótesis planteadas sobre las condiciones de frontera asumidas. La tercera etapa comprende un modelo de elementos sólidos que incluye, en detalle, la geometría de unión del revestimiento y la cuaderna a través del tornillo, con algunas consideraciones de simetría para reducir los tiempos de cálculo. La intención de desarrollo del modelo con elementos sólidos es lograr un alto detalle en la geometría y mayor exactitud en el comportamiento del material y de la estructura.