Optimización topológica del soporte de las puertas de un motor de avión para su fabricación por manufactura aditiva
En la industria automotriz, así como en la industria aeronáutica, la masa de los componentes es uno de los factores a considerar en el diseño de vehículos aéreos y terrestres. Además, derivado de la demanda global por reducir el consumo de combustible y las emisiones de los vehículos, el diseño y fa...
| Author: | |
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| Format: | master thesis |
| Status: | Published version |
| Publication Date: | 2020 |
| Country: | México |
| Institution: | Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología |
| Repository: | Repositorio Institucional de CIATEQ |
| Language: | Spanish |
| OAI Identifier: | oai:ciateq.repositorioinstitucional.mx:1020/568 |
| Online Access: | http://ciateq.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1020/568 |
| Access Level: | Open access |
| Keyword: | info:eu-repo/classification/Palabra clave del autor/Optimización info:eu-repo/classification/Palabra clave del autor/Topológica info:eu-repo/classification/Palabra clave del autor/Reducción de masa info:eu-repo/classification/Palabra clave del autor/Manufactura aditiva info:eu-repo/classification/Palabra clave del autor/SIMP info:eu-repo/classification/Palabra clave del autor/inspire info:eu-repo/classification/Palabra clave del autor/FEA info:eu-repo/classification/Palabra clave del autor/Estructural info:eu-repo/classification/Palabra clave del autor/Aircraft structures info:eu-repo/classification/Palabra clave del autor/Optimization info:eu-repo/classification/Palabra clave del autor/Topology info:eu-repo/classification/Palabra clave del autor/Mass reduction info:eu-repo/classification/Palabra clave del autor/Additive manufacturing info:eu-repo/classification/cti/7 info:eu-repo/classification/cti/33 info:eu-repo/classification/cti/3301 info:eu-repo/classification/cti/330104 |
| Summary: | En la industria automotriz, así como en la industria aeronáutica, la masa de los componentes es uno de los factores a considerar en el diseño de vehículos aéreos y terrestres. Además, derivado de la demanda global por reducir el consumo de combustible y las emisiones de los vehículos, el diseño y fabricación de componentes estructurales ligeros ha tomado gran importancia. En el presente trabajo se realiza la optimización topológica del soporte de las puertas de un motor de avión para reducir la masa del componente. Plantea aprovechar las ventajas que ofrece la manufactura aditiva (MA) la cual permite la fabricación de componentes mecánicos de geometría compleja donde el uso de métodos convencionales sería muy difícil o imposible. Como parte de la investigación se describen los principales métodos de optimización topológica e investigaciones relevantes que lograron combinar de manera exitosa la optimización topológica y la manufactura aditiva. Se utilizó Solidthinking Inspire el cual es un programa especializado en simulación y optimización de geometrías; y Ansys Workbench para la validación estructural por análisis de elemento finito (FEA). Como resultado de esta investigación, se presenta un componente optimizado de geometría orgánica con una mejor distribución de material en donde el material ineficiente fue eliminado. Se logra una reducción de 0.337 kg equivalente a un 52% de la masa actual del componente. Los resultados del análisis de elemento finito (FEA) demuestran que se logra reducir la masa del componente sin afectar la capacidad de carga del mismo. Si bien estos resultados parecen ser cualitativamente razonables, trabajos posteriores deberán realizar pruebas experimentales para comparar con los resultados obtenidos por FEA. Un prototipo fue fabricado en plástico mediante manufactura aditiva utilizando el proceso FDM, igualmente, no se anticipa ningún problema para su fabricación por manufactura aditiva de metales. |
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