DISEÑO Y SIMULACIÓN NUMÉRICA DE ASIENTO DE AVIÓN COMERCIAL SUÁREZ, José P., HERNÁNDEZ,...
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DISEÑO Y SIMULACIÓN NUMÉRICA DE ASIENTO DE AVIÓN
COMERCIALSUÁREZ, José P., HERNÁNDEZ, Víctor
Universidad de LAS PALMAS DE GRAN CANARIA,
Departamento de Cartográfia y Expresión Gráfica en la Ingeniería
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OBJETIVOSOBJETIVOS
• Diseño de un asiento de pasajeros para la clase turista de vuelos de larga distancia (más de 4 horas), teniendo en cuenta las normas y reglamentos vigentes.
Aumentar el confort mejorando entre otros aspectos:
- Características físicas- Aspectos psicológicos
-Testear numéricamente el asiento en condiciones reales de carga y funcionamiento
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OBJETIVOSOBJETIVOS
• Características físicas:
Dimensiones del asientoDistancia entre ellosFormas, materiales, etc
• Aspectos psicológicos:
ColoresEntorno del pasajero, distanciasHabitar del asiento
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ESPACIO EXISTENTE ACTUALMENTE
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Espacio insuficiente entre asientos (pitch), lo cual provoca problemas y lesiones a los pasajeros
ANTECEDENTESANTECEDENTES
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Espacio piernas para el percentil 95 masculino europeo
La línea gruesa
indica el límite de espacio recomendado para que el pasajero pueda mover las piernas.
ANTECEDENTESANTECEDENTES
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• Los actuales asientos no permiten adoptar la posición de emergencia
Percentil 95 de los pasajeros europeos masculinos Pitch (a) 762 mm, (b) 1041 mm
POSICIÓN DE EMERGENCIAPOSICIÓN DE EMERGENCIA
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- Concepción del asiento como máquina para sentarse o tumbarse
- Aumento de elementos articulados del asiento
BÚSQUEDA DE UNA SOLUCIÓNBÚSQUEDA DE UNA SOLUCIÓN
- Concepción del asiento como máquina para sentarse o tumbarse
- Aumento de elementos articulados del asiento
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- Posición recostada a partir de posición sedente
- Búsqueda de movimientos y mecanismos para alcanzar la posición deseada (ejes, correderas)
BÚSQUEDA DE UNA SOLUCIÓNBÚSQUEDA DE UNA SOLUCIÓN
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BÚSQUEDA DE UNA SOLUCIÓNBÚSQUEDA DE UNA SOLUCIÓN
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- Introducción de formas redondeadas en carcasas → Envuelven al pasajero
→ Evitan daños en caso de golpe
BÚSQUEDA DE UNA SOLUCIÓNBÚSQUEDA DE UNA SOLUCIÓN
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Bocetos del asiento
BÚSQUEDA DE UNA SOLUCIÓNBÚSQUEDA DE UNA SOLUCIÓN
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Bocetos del asiento
BÚSQUEDA DE UNA SOLUCIÓNBÚSQUEDA DE UNA SOLUCIÓN
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(Imágenes de asiento final)
SOLUCIÓN ADOPTADASOLUCIÓN ADOPTADA
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SOLUCIÓN ADOPTADASOLUCIÓN ADOPTADA
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• Postura de los pasajeros, bandeja
SOLUCIÓN ADOPTADASOLUCIÓN ADOPTADA
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• Distancia entre asientos
SOLUCIÓN ADOPTADASOLUCIÓN ADOPTADA
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El asiento en su contexto dinámico
Animación 1
Animación 1
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• Estructura y movimientos:
Las partes fijas del asiento son: patas, soporte del respaldo, carcasa del mismo y la corredera respaldo, el resto son móviles.
SOLUCIÓN ADOPTADASOLUCIÓN ADOPTADA
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• Materiales:
- Estructura Aluminio 2024-O,
ISO AlCu4Mg1, Din AlCuMg2
- Cojines Confor Foam (CF-45)
- Carcasas Policarbonato (PC)
SOLUCIÓN ADOPTADASOLUCIÓN ADOPTADA
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• Materiales:
- Tapicería (50% lana y 50% fibra de
celulosa), protección contra fuego
- Arco del respaldo Polímeros reforzados con fibra de vidrio (FRP)
SOLUCIÓN ADOPTADASOLUCIÓN ADOPTADA
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- Coste del asiento:
Coste total piezas = 1216 Euros +
M.O: 21 Euros / hora por 1 hora = 21 Euros +
2% Medios Auxiliares
Total = 1216+21+23,9 = 1260,9 Euros
ESTUDIO ECONÓMICOESTUDIO ECONÓMICO
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Simulación por Elementos Finitos
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Simulación por Elementos Finitos
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Historia del MEF
CATIA
Cosmos
Nastran
ANSYS
ABAQUS
ALGOR
FEMLAB
Aparecen los primeros códigos en entornos paralelos
Años 70-80 Años 90 Años 2000 ->
Inicio del Método de Elementos Finitos:
Babuska, Oden, Berger, Zienkiewicz,
Oden, Carey …
Primeras formulaciones
Primeros códigos en FORTRAN
Se amplia la formulación para una
gran gama de problemas
Expansión de códigos: C, Visual,
Matlab etc., pero no es realmente
SOFTWARE de aplicación
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Condiciones de la Simulaciónsimulación: se ha supuesto que una persona de media de 80 Kg de peso se
encuentra sentada en el asiento, en estado libre de tensión. Las fuerzas aplicadas al dominio del asiento son de 800N en la dirección y, así como de
(1/3)800N, en la dirección x.
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Resultados
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Trabajo en CursoGeneración de mallas para un
modelo más ajustado Built 11054 tetrahedra; Number of nodes: 4954 Length ratios: (avg) 6.7;
(max) 862.8 Total used memory: 15.73 MB Elapsed time: 3 minutes 49
seconds
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Conclusiones
• Diseño de un asiento para avión comercial, enfatizando el modelado de las formas, el cual le otorga unas cualidades ergonómicas adaptables al usuario
• Se proporciona un estudio numérico sencillo por Elementos Finitos que permite dar respuesta a detalles de fabricación y uso del asiento en condiciones reales.
• El estudio, aunque es de características estáticas, despeja dudas de los puntos de tensión máximo que soporta el asiento considerando pasajeros de peso medio.