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Title: Estudio estructural de un vehículo aéreo no tripulado tipo fuselaje integrado operando en crucero mediante el método de los elementos finitos.
Authors: Rivera Narváez, José Sebastián
Keywords: CARGAS DE VUELO
ESTRUCTURA DE ALA SÓLIDA
Issue Date: 21-Jan-2019
Publisher: Quito, 2019.
Citation: Rivera Narváez, J. S. (2019).Estudio estructural de un vehículo aéreo no tripulado tipo fuselaje integrado operando en crucero mediante el método de los elementos finitos.141 hojas. Quito : EPN.
Abstract: In the present document, the study of two structural alternatives (solid and semimonocoque) for an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) type Blended Wing Body (BWB) operating in cruise velocity, using the Finite Element Method (FEM) has been developed. The study is based on the physical and operational specifications of a commercially available UAV, on which the flight loads for the cruise and flight envelope limits conditions have been approximately calculated. From the flight loads, the shear, moment and torque diagrams that were used to size the semi-monocoque structure and calculate the approximate normal bending stress for the solid and semi-monocoque structural alternatives were elaborated. At the same time, a numerical CFD study was developed in order to establish the flight loads on cruise. The flight loads of the CFD study were linked to the structural module of ANSYS to obtain the stresses and deformations of both structural alternatives. The normal bending stress obtained through the Finite Element Method were contrasted with approximate analytical calculations and previous structural studies. Finally, the results of stresses and deformations for both structures were compared
Description: En el presente documento se ha desarrollado el estudio de dos alternativas estructurales (sólida y semimonocasco) para un Vehículo Aéreo no Tripulado (UAV) tipo Fuselaje Integrado (BWB) operando en crucero, mediante el Método de los Elementos Finitos (FEM). El estudio parte de las especificaciones físicas y de operación de un UAV comercialmente disponible, sobre el cual se han calculado en forma aproximada las cargas de vuelo para las condiciones límite y crucero de la envolvente de vuelo. A partir de las cuales se elaboró los diagramas de cortante, momento y par de torsión que se utilizaron para dimensionar la estructura semimonocasco y calcular el esfuerzo normal de flexión aproximado para las alternativas estructurales sólida y semimonocasco. Paralelamente se desarrolló un estudio numérico CFD con la finalidad de establecer las cargas de vuelo que actúan sobre el UAV en crucero. Las cargas de vuelo del estudio CFD fueron vinculadas al módulo estructural de ANSYS para obtener los esfuerzos y deformaciones de ambas alternativas estructurales. Los esfuerzos normales de flexión obtenidos mediante el Método de los Elementos Finitos se contrastaron con cálculos analíticos aproximados y estudios estructurales previos. Finalmente se compararon los resultados de esfuerzos y deformaciones para ambas estructuras.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/19925
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