Diseño y análisis de una semi ala portante realizada en materiales compuestos para aviación ligera

Abstract

[ES] El trabajo consiste en el diseño, modelado y análisis de una semiala correspondiente a un avión ligero. El principal objetivo del proyecto es el estudio de la estructura alar frente a diferentes cargas aplicadas y realizadas en diversos materiales, entre ellos la fibra de carbono, utilizando un software basado en elementos finitos (ANSYS). Se obtendrán y representarán parámetros importantes como pueden ser las deformaciones y tensiones producidas en la semiala, buscando la optimización en peso de la misma mediante la implementación de materiales compuestos.

[EN] Nowadays, weight reduction in the aerospace industry is a major challenge. Generally, aerospace structures are made of aluminium due to the good mechanical properties of this metal and its low density. However, the rise of composite materials such as carbon fibre has made it possible to study the possibility of reducing the weight of these structures while preserving or even improving their mechanical properties. One of the main features of this type of material is its anisotropy. As a result, carbon fibre works exceptionally well when loads act in the direction of its fibres. However, it is ineffective when the stresses act in the transverse direction. Throughout this work, several wing structures made of aluminium, carbon fibre and a combination of both are analysed. The result of the study confirms that a good configuration and arrangement of the materials used can considerably reduce the weight of the structure.

[CA] La reducció de pes a la indústria aeronàutica suposa tot un repte en l’actualitat. Generalment, les estructures aeroespacials estan fabricades amb alumini degut a les bones propietats mecàniques d’aquest metall i la seua baixa densitat. No obstant això, l’auge dels materials compostos com la fibra de carboni permet estudiar la possibilitat de reduir el pes d’aquestes estructures conservant, i inclús millorant, les propietats mecàniques. Una de les principals característiques d’aquest tipus de materials és l’anisotropia. A causa d’això, la fibra de carboni treballa excepcionalment quan les càrregues actuen en la direcció de les seues fibres, però no té eficàcia quan els esforços incidixen en direcció transversal. Al llarg d’aquest treball s’analitzen diverses estructures alars realitzades en alumini, fibra de carboni i una combinació de les dues. El resultat de l’estudi confirma que una bona configuració i disposició dels materials emprats permet reduir considerablement el pes de l’estructura.