UNIVERSIDAD TECNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERIA CARRERA DE INGENIERIA MECANICA TITULO: TEORIA DE MATERIALES COMPUESTOS EN LA FABRICACION DEL TANQUE DE COMBUSTIBLE PARA LA AERONAVE PILATUS PC-7 POSTULANTE: Boris Ramírez Chumacero FECHA DE DEFENSA: 8 de noviembre de 2006 INTRODUCCION Los Materiales Compuestos tienen ventajas significativas frente a materiales tradicionales tal como el aluminio, madera y acero en aplicaciones para el diseño estructural por tener una densidad baja y alta resistencia mecánica; ideal para aplicaciones aeronáuticas donde el peso es un factor determinante. Los compuestos son materiales anisotrópicos que significa que sus propiedades de resistencia varían en cada región del compuesto a diferencia de los materiales convencionales que son isotrópicos. Se ha basado en la bibliogrtafia de: HOLLMANN, MARTIN, Composite Aircraft Design; LOKEN, H., HOLLMANN, M., Designing With Core; OIT, Seguridad en la Utilización de Fibras minerales y sintéticas; ZIENKIEWICZ, WALTER El método de los elemntos finitos. JUSTIFICACION DEL TEMA Se justifica el Proyecto de grado para realizar un estudio de investigación referente a los materiales compuestos y su análisis matemático considerando su aplicación para la fabricación del tanque de combustible para una aeronave biplaza la aeronave “Pilatus PC-7”, que pertenece al Politécnico Militar de Aeronáutica. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Es necesario considerar la fabricación de un tanque de combustible de peso ligero y adecuada resistencia mecánica. El material compuesto puede ser la opción muy interesante. La determinación de las cargas son las mismas que en materiales convencionales por lo que se puede utilizar la teoría membranal e hidrostática. OBJETIVOS GENERAL Desarrollar un modelo matemático en base a la teoría de elementos finitos, para el cálculo de resistencia mecánica de un tanque de combustible utilizando materiales compuestos. OBEJETIVOS ESPECIFICO - Revisión bibliográfica de los materiales compuestos Estudio de resistencia de los materiales compuestos Aplicación del modelo matemático en diseño de un tanque de combustible. Proceso y costos de fabricación. Simulación del modelo matemático asistido por un programa de computación. HIPOTESIS La “teoría de la deformación máxima” utilizando los “Elementos Finitos” deben ser utilizados para comparar las deformaciones del laminado en su conjunto y verificar la deformación para cada lámina en el diseño del tanque de combustible. METODOLOGIA La metodología utilizada fue la de investigación ANALISIS Y DEMOSTRACION DE LA HIPOTESIS Se conocen las propiedades técnicas y físicas de los materiales compuestos, la técnica de fabricación de partes, la seguridad en la utilización de fibras, la influencia de la utilización de los materiales compuestos en el medio ambiente. Se utiliza el análisis matemático para el diseño, se determina las cargas, la selección de la configuración estructural y el cálculo del esfuerzo y la deformación. Se realiza la simulación resistencias del tanque por medio de un programa en computadora. CONCLUSIONES La deformación real por la rotura de una lámina del laminado es menor al admisible. Mayores solicitudes de carga en función al número de láminas del laminado. Su técnica de construcción particular para desarrollar partes estructurales en aplicaciones industriales. El material compuesto vale 23 % más que el convencional del aluminio, para obtener las mismas propiedades. Sin embargo el costo de uso de herramientas y máquinas además de la mano de obra para un material compuesto es 50 % menos que el convencional. En conclusión se estima que se ahorra un 12 % RECOMENDACIONES La separación, automatización o hermetización del proceso, a fin de evitar la generación de polvo. prever un equipo de protección respiratoria, manos y ojos