Estudio de viabilidad del uso de técnicas de Optimización Topológica en el diseño estructural de componentes aeronáuticos

Abstract

[ES] La reducción de peso de componentes estructurales resulta relevante en cualquier aplicación industrial, pero es de especial relevancia en el ámbito aeronáutico y aeroespacial. Los algoritmos de optimización pueden ser utilizados para reducir el peso de componentes estructurales bajo restricciones de tensión para garantizar su integridad estructural. En este trabajo se pretende estudiar la viabilidad del uso de técnicas de optimización topológica en el diseño estructural de componentes aeronáuticos. En concreto se pretende considerar las técnicas de optimización topológica basadas en el Cartesian Grid Finite Element Method (cgFEM) desarrollado por profesorado del Dpto. de Ingeniería Mecánica y Materiales de la UPV. Por sus características, estas técnicas permiten obtener soluciones con buena definición geométrica en tiempos de cálculo muy competitivos. Para realizar este estudio de viabilidad, el estudio se centrará en la optimización de un patín de helicóptero.

[EN] The reduction of weight of structural components is relevant in any industrial application, but it is especially relevant in the aeronautical and aerospace field. Optimization algorithms can be used to reduce the weight of structural components under stress constraints to ensure their structural integrity. This work aims to study the feasibility of using topological optimization techniques in the structural design of aeronautical components. Specifically, the aim is to consider topological optimization techniques based on the Cartesian Grid Finite Element Method (cgFEM) developed by professors from the UPV's Department of Mechanical and Materials Engineering. Due to their characteristics, these techniques allow obtaining solutions with good geometric definition in very competitive calculation times. To carry out this feasibility study, the study will focus on the optimization of a helicopter skate.

[CA] La reducció de pes de components estructurals resulta rellevant en qualsevol aplicació industrial, però és d’especial rellevància en l’ àmbit aeronàutic i aeroespacial. Els algoritmes d’optimització poden ser utilitzats per a reduir el pes de components estructurals sota restriccions de tensió per a garantir la seua integritat estructural. En aquest treball es pretén estudiar la viabilitat de l’ús de tècniques d’optimització topològica en el disseny estructural de components aeronàutics. En concret es pretén considerar les tècniques d’optimització topològica basades en el Cartesian Grid Finite Element Method (cgFEM) desenvolupat per professorat del Dpto. d’Enginyeria Mecànica i Materials de la UPV. Per les seues característiques, aquestes tècniques permeten obtindre solucions amb bona definición geomètrica en temps de càlcul molt competitius. Per a realitzar aquest estudi de viabilitat, l’estudi se centrarà en l’optimització d’un patí d’helicòpter.