Estudio numérico de uniones atornilladas en estructuras aeronáuticas

El objetivo principal de este proyecto fue estudiar numéricamente las uniones atornilladas en estructuras aeronáuticas utilizando materiales compuestos, en particular, fibra de carbono. Para esto, se plantearon los siguientes objetivos secundarios. Primeramente se realizó el estudio, simulación y análisis de una unión atornillada formadas por placas de fibra de carbono de ocho láminas y aluminio con tornillo de titanio de cabeza recta. Seguidamente se realizó el estudio, simulación y análisis de una unión atornillada formadas por placas de fibra de carbono de dieciséis láminas y aluminio con tornillo de titanio de cabeza recta. Posteriormente se realizará el estudio, simulación y análisis de una unión atornillada formadas por placas de fibra de carbono de dieciséis láminas y aluminio con tornillo de titanio de cabeza avellanada. Finalmente se analizó la influencia del efecto de pandeo o “secondary bending” en el conjunto de la unión. Este proyecto se dividió en siete capítulos, siendo la introducción el primero de ellos. En el segundo capítulo se hizo una breve introducción a los materiales compuestos, especialmente a los laminados, comentando las características de los constituyentes del material que se estudiaron. Seguidamente se trató de abordar las uniones atornilladas en una amplitud significativa expresando sus características y aspectos más relevantes de cara al proyecto. Se expresó también el método de elementos finitos utilizado. En el tercer capítulo se abordó el material científico más directo utilizado para el desarrollo del presente documento. Es importante el hecho de que este material fue el que aportó el desarrollo del modelo ilustrado en el cuarto y quinto capítulo; y los resultados experimentales de validación obtenidos que han apoyado a los resultados del capítulo sexto. En el cuarto capítulo el proyecto se detuvo en el estudio del modelo numérico empleado para la unión con tornillo de cabeza recta al detalle, es decir, se llevó a cabo un estudio de cada paso realizado en el modelo, teniendo especial importancia la malla y su proceso de afinamiento para la posterior simulación. El quinto capítulo abordó el estudio del modelo numérico empleado para la unión con tornillo de cabeza avellanada. Este capítulo se detuvo tan solo en explicar aquellos puntos de la realización del modelo que fueron diferentes a los del capítulo anterior como es la geometría del tornillo y la placa de fibra de carbono, o la malla empleada para este caso en concreto siendo los demás puntos idénticos. El sexto capítulo se dedicó exclusivamente al análisis de los resultados de una unión atornillada simple de una placa de fibra de carbono con una placa de aluminio mediante tornillo de cabeza recta y avellanada de titanio. Se analizó la influencia del afinamiento de la malla, la variación del número de láminas de la placa de fibra de carbono, el problema de convergencia, el “secondary bending” y los resultados extraídos. Se realizó hincapié en la zona próxima al agujero de las placas. En el séptimo capítulo se han expuesto las conclusiones fundamentales y se han propuesto posibles líneas de desarrollo para trabajos futuros. Por último se ha expuesto la bibliografía consultada para la realización del proyecto.Ingeniería Industria