Optimización de la fabricación de aeronaves
La reducción del peso de la aeronave puede disminuir de forma importante el consumo de combustible y las emisiones asociadas. Unos científicos financiados por la UE iniciaron el proyecto (FUSDESOPT) para evaluar los métodos de fabricación relevantes y las cargas estructurales asociadas a la parte inferior del fuselaje de un avión. Los científicos compararon tecnologías de soldadura por haz láser con el remachado convencional de estructuras metálicas de paredes delgadas con elementos de refuerzo (largueros) para determinar el potencial de ahorro en peso. También llevaron a cabo cálculos manuales convencionales y después analizaron la utilidad, la exactitud y la carga computacional de varios modelos de métodos de elementos finitos 2D y 3D. Además, los investigadores compararon los modos de fallo de las configuraciones de refuerzo soldadas previstos por las pruebas de tracción 2D con los análisis 3D de la compresión de los paneles. La compresión de paneles se utiliza para probar la carga estática dominante de componentes del fuselaje de las aeronaves. Las diferencias entre los modos de fallo local predichos demostraron que la resistencia de los paneles de compresión en 3D no se puede interpolar a partir de muestras de pruebas de tracción 2D. Sin embargo, los análisis 2D son valiosos para analizar la resistencia relativa de los materiales y de las uniones en general. La resistencia a la deformación estructural debida a las cargas de las pruebas de tracción sugiere una buena resistencia a la rotación de los largueros. Los socios del proyecto compararon un modelo de capas 3D con un modelo sólido 3D para optimizar el equilibrio entre la carga computacional y la precisión. El análisis de elementos finitos de las capas permitió modelar los comportamientos globales en zonas grandes y en tan solo unas horas. Sin embargo, no fue posible obtener datos de los fallos locales en juntas de soldadura con la precisión requerida. FUSDESOPT puso de relieve las ventajas y desventajas de los distintos modelos componentes del fuselaje ligeros y reforzados con largueros mediante la comparación de la soldadura por haz láser con el remachado convencional. Mejorar la optimización de programas informáticos para equilibrar con exactitud la carga computacional permitirá desarrollar diseños mejores más rápido. Un fuselaje más ligero permitirá reducir el consumo de combustible y las emisiones, beneficiando al medio ambiente. También mejorará la posición competitiva global de la industria aeronáutica de la UE, que se enfrenta a un perfil de consumidor cada vez más respetuoso con el medio ambiente.
Palabras clave
Ligero, aeronave, haz láser, soldadura, remachado, largueros, elementos finitos, fallo, compresión de paneles
