DISEÑO Y SIMULACIÓN NUMÉRICA
DE ASIENTO DE AVIÓN
COMERCIAL
SUÁREZ, José P., HERNÁNDEZ, Víctor
Universidad de LAS PALMAS DE GRAN CANARIA,
Departamento de Cartográfia y Expresión Gráfica en la
Ingeniería
OBJETIVOS
• 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
OBJETIVOS
• Características físicas:
Dimensiones del asiento
Distancia entre ellos
Formas, materiales, etc
• Aspectos psicológicos:
Colores
Entorno del pasajero, distancias
Habitar del asiento
ESPACIO EXISTENTE ACTUALMENTE
ANTECEDENTES
Espacio insuficiente entre
asientos (pitch), lo cual
provoca
problemas
y
lesiones a los pasajeros
ANTECEDENTES
La línea gruesa
indica el límite de
espacio
recomendado para
que el pasajero
pueda mover las
piernas.
Espacio piernas para el percentil 95
masculino europeo
POSICIÓN DE EMERGENCIA
• Los actuales asientos no permiten adoptar la
posición de emergencia
Percentil 95 de los pasajeros europeos masculinos
Pitch (a) 762 mm, (b) 1041 mm
BÚSQUEDA DE UNA SOLUCIÓN
- Concepción del asiento como máquina para
sentarse o tumbarse
- Aumento de elementos articulados del asiento
BÚSQUEDA DE UNA SOLUCIÓN
- Posición recostada a partir
de posición sedente
- Búsqueda de movimientos
y mecanismos para alcanzar
la posición deseada (ejes,
correderas)
BÚSQUEDA DE UNA SOLUCIÓN
BÚSQUEDA DE UNA SOLUCIÓN
- Introducción de formas redondeadas
carcasas → Envuelven al pasajero
→ Evitan daños en caso de golpe
en
BÚSQUEDA DE UNA SOLUCIÓN
Bocetos del asiento
BÚSQUEDA DE UNA SOLUCIÓN
Bocetos del asiento
SOLUCIÓN ADOPTADA
(Imágenes de asiento final)
SOLUCIÓN ADOPTADA
SOLUCIÓN ADOPTADA
• Postura de los pasajeros, bandeja
SOLUCIÓN ADOPTADA
• Distancia entre asientos
El asiento en su contexto dinámico
Animación 1
Animación 1
SOLUCIÓN ADOPTADA
• 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 ADOPTADA
• Materiales:
-
Estructura
Aluminio 2024-O,
ISO AlCu4Mg1, Din AlCuMg2
-
Cojines
-
Carcasas
Confor Foam (CF-45)
Policarbonato (PC)
SOLUCIÓN ADOPTADA
• Materiales:
-
Tapicería
(50% lana y 50% fibra de
celulosa), protección contra fuego
-
Arco del respaldo
Polímeros
reforzados con fibra de vidrio (FRP)
ESTUDIO ECONÓMICO
- 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
Simulación por Elementos Finitos
Simulación por Elementos Finitos
Historia del MEF
Años 70-80
Años 90
Años 2000 ->
CATIA
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
Cosmos
Nastran
ANSYS
ABAQUS
ALGOR
FEMLAB
Aparecen los
primeros códigos en
entornos paralelos
Condiciones de la Simulación
simulación: 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.
Resultados
Trabajo en Curso
Generación 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
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.
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