Diseño y análisis de un ala mediante elementos finito

Abstract

Resumen: el presente Trabajo Fin de Grado consiste en el diseño preliminar y análisis de la estructura de un ala de un vehículo VTOL (Vertical Take Off and Landing). El objetivo principal es diseñar una estructura interna que soporte las solicitaciones externas en fase de crucero. Para ello, en primer lugar, se han calculado las cargas de presión aerodinámica que afectan al ala. Después, se han escogido los materiales, en este caso, aleaciones de aluminio y material compuesto. A continuación, se ha creado un modelo mediante elementos finitos del diseño preliminar, considerando unas condiciones de contorno específicas, para, posteriormente, proceder a su análisis y optimización. Por último, se han comparado los resultados entre los diferentes análisis, y se ha añadido un apartado final en el que se describen los pasos posteriores a dar para alcanzar el modelo final.

Laburpena: gradu amaierako lan hau VTOL baten hegoaren atariko diseinuan eta analisian datza. Oinarrizko helburua gurutzaldi-fasean dauden kanpoko indarrak jasan behar dituen barneko egitura diseinatzea da. Horretarako, lehendabizi, hegoan eragiten dituzten aerodinamika presioa kargak kalkulatu dira. Ondoren, materialak aukeratu dira, kasu honetan, aluminiozko aleazioak eta material konposatuak. Jarraian, atariko diseinu modeloa, elementu finituen bidez, sortu da, inguru egoera espezifikoa kontuan hartuz. Segidan, analisia eta optimizazioa egin dira. Amaitzeko, analisi ezberdinen emaitzak konparatu dira eta beste atal bat gehitu da, azkenengo modeloa lortzeko eman behar diren hurrengo hurratsak aipatuz.

Abstract: this thesis consists on the preliminary design and analysis of a VTOL (Vertical Take Off and Landing) wing structure. The main objective is to design an internal structure which supports the external force in cruise phase. To get this point, firstly, aerodynamic pressure charges, which affect the wing, have been calculated. After that, the materials have been choosen, in this case aluminium alloys and composite material. Then, a finite element method model has been created, taking into account some specific boundary conditions to analyze and optimize the prelimanary design. Finally, the results of the different analysis have been compared, and a final section has been added in order to describe the next steps to get the final model.