Diseño y Análisis Estructural mediante Elementos Finitos de la Sección Frontal (Endcap-Sct) del Detector Interno de Atlas para la Actualización del Acelerador de Partículas Lhc Construido en el Cern

Abstract

[ES] La comunidad de investigadores científicos han bautizado con las siglas HL-LHC (High Luminosity Large Hadron Collider) al proyecto de actualización del acelerador de partículas LHC construido en el CERN. Una vez aprobada la fase de viabilidad, dejando constancia de ello la carta de intenciones del proyecto referenciada en el siguiente capítulo [9], el proyecto HL-LHC se encuentra actualmente en la etapa inicial de la fase de implementación. La estructura de la sección frontal del detector interno de ATLAS (ENDCAP - SCT), uno de los cuatro experimentos que forman parte del LHC, se encuentra concretamente en la etapa de diseño conceptual. El resultado de toda etapa de diseño conceptual es ofrecer al comité de evaluación el diseño que mejor satisface las especificaciones y requerimientos del producto, por lo que es necesario para ello definir componentes, ensamblajes, soportes, uniones, procesos de montaje, etc. En los últimos años, programas de diseño y análisis mediante elementos finitos CAD-CAM han jugado un papel fundamental en esta etapa de diseño para modelar y evaluar las diferentes opciones que permite el diseño y reducir notablemente el tiempo de desarrollo del producto, así como de la etapa de diseño conceptual. El objeto del presente proyecto es diseñar el ENDCAP que satisface las especificaciones y requerimientos funcionales establecidos. Es además objeto del presente proyecto evaluar el comportamiento estructural del diseño del ENDCAP y sus posibles variantes de diseño utilizando el programa de análisis mediante elementos finitos ANSYS para determinar el diseño que mejor satisface las especificaciones. En el presente trabajo fin de grado se presenta el diseño de la estructura del ENDCAP y su modelo de elementos finitos que satisface las especificaciones y requerimientos funcionales establecidos. Aunque una vez obtenido el modelo de elementos finitos resulta directo modificar sus parámetros y optimizar así la estructura para, por ejemplo, reducir el material empleado en sus componentes, debido a las dimensiones del presente trabajo fin de grado, este proceso de optimización queda excluido del mismo. Este proceso de optimización que se realizará gracias al modelo de elementos finitos presentado en este trabajo fin de grado permitirá alcanzar la siguiente fase de diseño; diseño detallado del producto