Diseño de cuerpos huecos con la utilización del método de elementos finitos

Programa/Entidad: Programa Nacional de Proyectos de Investigación Aplicada. Subprograma de Centros Tecnológicos. Ministerio de Industria, Turismo y Comercio.

 

Breve descripción y objetivos del proyecto: La realización del presente proyecto permitirá establecer una metodología de diseño de cuerpos huecos consistente en la utilización del método de los elementos finitos. La metodología presentará novedades importantes respecto a la aplicada en otros sectores, ya que las particularidades que presentan las paredes de reducido espesor que forman los cuerpos huecos harán necesaria la utilización de nuevos algoritmos de cálculo y leyes de material modificadas. Esta importante innovación permitirá reducir de forma muy notable tanto el coste como el tiempo de desarrollo de futuros diseños. Al mismo tiempo se optimizará la relación entre la cantidad de material empleado y la resistencia del cuerpo.

 

La realización del presente proyecto de investigación pretende alcanzar el siguiente objetivo principal: reducir el tiempo y el costo del diseño de cuerpos huecos; Para ello se establecerá una metodología que utilizando el método de los elementos finitos permita la optimización del diseño de este tipo de cuerpos.

Resumen de las innovaciones tecnológicas y/o funcionales del proyecto: En la actualidad el diseño de un nuevo cuerpo hueco se basa en el método prueba y error. Se estima que como término medio se necesitan entre cuatro y seis ciclos de prueba y error para alcanzar un diseño adecuado. Cada uno de los ciclos conlleva la fabricación de un molde y la realización de una pequeña serie de producción para validar tanto el diseño, como el proceso y la resistencia mecánica del producto. El elevado coste de fabricación de los moldes y el tiempo necesario para su mecanizado y puesta a punto hacen que este método de diseño sea muy costoso en tiempo y dinero. Además, esta forma de trabajo presenta una serie de limitaciones adicionales.

 

Durante el desarrollo del presente proyecto se pretende establecer una metodología de trabajo que haga uso del método de los elementos finitos. Esta herramienta ha demostrado ampliamente su utilidad en ámbitos como la aeronáutica, la automoción y el dimensionamiento de estructuras, de tal manera que finalmente su uso ha sido extendido a prácticamente todos los ámbitos de la ciencia.

 

Su aplicación al diseño de cuerpos huecos no ha sido desarrollada al mismo nivel que otros ámbitos, debido fundamentalmente a las particularidades de los cuerpos huecos.

 

Por estas particularidades y por lo novedoso del conocimiento a aplicar, el nuevo método de trabajo supondrá un gran impulso en el diseño de nuevos cuerpos huecos, dando lugar a productos optimizados, de diseño vanguardista y con alto contenido tecnológico. Además el tiempo de diseño se reducirá de forma más que notable gracias a la utilización del método de los elementos finitos.

 

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