Trabajo practico de estructuras metalicas (aeronautica)

Bueno amigos aca les dejo un tp echo x mi espero que les sirva, si les funciona comenten!!!


El empleo del metal en las estructuras de aviones

Fuselaje del tipo entramado

Los dos tipos de estructura metalica empleados en la construccion de aviones son el entramado y de la cobertura en tensión. El tipo de entramado generalmente consiste de un armazón compuesto con tubos de acero. Este tipo es el indicado para aviones livianos con cobertura de tela. La estructura con tubos de acero ofrece uno de los tipos de construccion más livianos y de máxima resistencia a la tensión (estiramiento), compresión (presión sobre ambos extremos) y arqueo. El diametro de los tubos empleados enn la construcción de aviones varia, pero el grosor del acero empleado rara vez es mayor de 1,5 mm. Los ntubos que forman el entramado se sueldan.

Los miembros que atraviesan el fuselaje de un extremo a otro se llaman largueros, sostenidos por pirante y trasversales. En algunos casos no se emplean tubos para los trasversales sino varillas de acero con terminales a rosca para su ajuste. Estos terminales a rosca se llaman abrazadores que sujetan a una plancha alengua por medio de un perno. Las varillas tienen una rosca izquierda en un extremo y derecha en el otro, de manera que al hacerlas girar en un sentido u otra se aprietan o se aflojan.

Esta forma de arreglo de miembros de compresión y tension para resistir cargasy tensiones en varias direcciones se llama un entramado. Es liviano en relacion a su resistencia y relativamente sencillo para construiry reparar.

Notara el apuntamiento triangular para el sostén del ala y motor. Estos fuselajes tienen cobertura de tela. Para llevar la cobertura se colocan tiras longitudinales. Estas son tiras de forma porque su objete es dar a la cobertura la forma del fuselaje.


Fuselaje de cobertura metálica en tensión




En los aeroplanos de mayor tamaño y los que tienen que soportar tensiones mayores, tales como los aviones militares, se emplea casi exclusivamente una construcción enteramente de metal. Las excepciones son los que usan cubertura de tela para las superficies de control, como alerones, timón y elevadores. Con la producción de planchas livianas y fuertes de aleación de aluminio se hizo posible la construcción de aviones en los cuales la cubertura es capaz de soportar parte de las cargas y tensiones.

La teoria en que se basaba este tipo de construcción era que la cubertura metálica formaria un tubo liviano y resistente. Puese hacer su propio experimeno para comprobar esta teoria. Haga un rollo o tubo de papel delgado. Notara que resistirá cierta presión de compresión, es decir que podrá ejercer presión sobre ambos extremos. También resistirá cierta presión si intenta doblarlo. Pero si lo tuerce no resistirá nada. Sin embargo, el agregado de unos discos de cartón en su interior refuerzará en todo sentido.

Un tubo de metal con refuerzon, llamados mamparos, en su interior, forma lo que se denomina un fuselaje tipo mono casco. Se hallará que su construcción ha sido modificada paraincorporar soportes longitudinales (largueros) y algunos cortos refuerzos. Esto permite el uso de una cobertura metálica más liviana. En tales casos se notará que tambien se han agregado más mamparos para preservar la forma del fuselaje. Este tipo de construcción se conoce por el nombre de semimonocasco o semimonocoque.

Todos estos fuselajes tienen en su parte delantera un sólido mamparo guardafuego si son aviones con motor en la proa. El guardafuego consiste de dos planchas de metal con una capa intermedia de amianto. Su objeto es impedir, en casa de incendio, que las llamas del motor se propaguen a la cabina. Además impide que los gases pasen al interior del avión. Por esta razón todas las aberturas de los controles que pasan a través del guardafuego tienen que estar provistas de guarniciones aislantes que las cierren al funcionar los controles.

Los fuselajes monocoque y semimonocoque de aviones monomotores temrinan en el guardafuego, pues este tipo de estructura no puede adaptarse para sotener el motor. Generalmente el guardafuego está bien reforzado y los soportes del motor están apoyados en el. La popa del fuselaje tiene que soportar tiene que soportar el conjunto de la cola. En algunas estructuras notara que los largueros termiann en forma de cajón o radial, con costillas radiales como los rayos de una rueda. Aestos se aseguran las aletas, elevadores, etc.

Aparte de las aberturas de puertas y de la forma de la estructura de la cola, la linea del fuselaje se quiebra con el montaje del conjunto del ala. Algunos constructores no cambian la forma de los mamparos en este punto sino que agregan un extrañado de vigas para establecer un refuerzo entre varios mamparos. En el caso de monoplanos de ala baja este entramado toma la forma de un puso de vigas debajo del fuselaje. Si es del tipo de ala alto el entramado va sobre el fuselaje, y si es del tipo ala medio el entramado de vigas puede estar formado entre los mamparos para unir las dos secciones de ala.

La construcción de alas metálicas

Muchos aeroplanosmodernos tienen alas enteramente construidas de metal. Como ha visto en el caso de los fuselajes se podría construir un ala mono coque, pero sería demasiado pesado sin un refuerzo de vigas longitudinales. Sin vigas la cubertura tendria que ser de vigas de metal, conjuntamente con costillas de compresión y de forma, además de tensores de refuerzo como el ala de madera.

Mejor que esto, para casi todos los propositos, es el tipo de ala co cubertura metálica en tensión. En estas alas, la cubertura soporta parte de la carga y evita la necesidad de tensores y soportes diagonales.

Cascos metálicos

En los botes voladores y en los aviones anfibios el fuselaje esta reemplazado por el casco. En estos tipos el csco lo que descansa sobre el agua mientras que un hidroavión tiene flotadores donde el avión de tierra tiene ruedas. Como puede imaginarse, entonces la construcción del casco encierra un número de problemas que no se hallan en la construcción del fuselaje.

En primer lugar, el casco tiene que ser enteramente impermeable y no inundable. Además , como tiene que permanecer tanto tiempo en el agua, tiene que estar protegido contra corrosión. A parte de esto, como tiene que volar por el aire, tiene que ser liviano y a la vez lo suficiente fuerte para transportar pasajeros y carga, y resistir todas las tensiones a que está expuesto el fuselaje de un avión.

Esto no es todo . El casco tiene que ser capaz de resistirs el choque contra el agua al acuatizar, además de los golpes y demás mal trato que puede darle este clemente durante las maniobras de despegue y actualizare. En los cascos en que la entrada a los mismos es por la parte superior, estos deben llevar una cubierta aunque sea parcial.

Es posible construir cascos livianos y fuertes de madera, pero aun la madera protegida absorbe tanta agua que aumenta considerablemente el peso del casco. Además, la parte exterior se daña facilmente si no está protegida con planchuelas de metal. Por estas razones la mayoría modernos están construidos de metal.

Como en los fuselajes mono coque, los mejores cascos se construyen con aleaciones de aluminio, pero no son de ese tipo. En s lugar, hallrá que la mayoria tiene secciones de refuerzo y los mamparos están menos especiados. La plancha del fondo es mas gruesa para resistir el choque contra el agua. Como refuerzo especial longitudinal, tanto el fondo como la cubierta pueden tener el agregado de una chapa de aluminio acanalada.


Como se previene contra la corosión

El problema de la corrosión o de la oxidación es muy importante en todos los tipos de aviones. Donde hay un espacio cerrado, aun dentro de una viga metálica o tubo, hay que tomar precauciones.

Las superficies de acero pueden protegerse con pintura o con cadmio galvanizado, o con ambos procedimientos. En los espacios cerrados, tales como el interior de tubos, debe emplearse algún elemento protector. Si se trata de un tubo abierto puede darse un lavado de pintura. Si es un tubo cerado, como es usual en estructuras soldadas, hay que adoptar otro procedimiento. El mejos método es hacer una pequeña perforación en cada extremo y lavar el interior con aceite de lino caliente. Cando se ha escurrido todo el aceite los agujeros pueden taparse con tornillos parker-kalan. En el caso de espacios cerrados pueden sudar o juntar humedad hay que practicar perforaciones de drenaje. Donde eso no es posible hay que colocar paneles de inspección. A los agujeros de dasagüe en estructuras con cubertura de tela generalmente se les coloca ojillos de bronce o de algún material plástico. Cuando haya que colocar piezas de hierro como bulones, tuercas, mariposas, carillas, abrazadores, etc., en lugares donde no se pueden ver fácilmente, esuna buena idea sumergirlas de antmano en grasa blanda, o mejor aun grasa dura previamente derrettida para este fin.

Despues de cualquier reparación en estos lugares, es una buena idea pulverizar con un poco de la grasa especial que hay para este objeto.


Flotadores de hidroaviones

En la primera lección de lamina de uno de los hidroaviones modernos en vuelo. Le ayudará ahora si vuelve a observar esa lámina para comprender las diferencias en el sistema de los flotadores de estos aviones. Ese avión tiene un flotador principal en el centro y dos pequeños flotadores laterales en las alas. Se trata de un hidroavión de US.NAVY especialmente adaptado para ser lanzado de vareos en guerra. En cambio la mayoria de los hidroaviones están dotados de flotadores fiemelos como el arcona. Estos flotadores tienen el mismo objeto que las ruedas en un avión de tierra. Los flotadores presentan problemas más o menos similares al casco, aunque en menor escala. En primer lugar tienne que ser herméticos al agua y tienen que estar provisto de mamparos impermeables en caso de daño.

Metales empleados en aviones

En la construcción de aviones modernos se emplean tres metales principales 1)acero y aleaciones de acero 2) aluminio y aleaciones de aluminio y 3) magnesio y aleaciones de magnesio.

A demás de estos se emplean otros materiales, tales como cobre en tubos y cables, latón, bronce y metales antifricción en cojinetes. Asimismismo se emplean diversos materiales plásticos.

Como habra podido apreciar por lo que ha estudiado hasta ahora, todos los materiales que se emplean en la construcción de aeroplanos deben poseer dos cualidades: ser resistentes y livianos. Es decir, que deben ser resistentes en proporción a su peso. En algunos casos es más importante que sean livianos y en tos se sacrifica el peso para obtener mayor resistencia.

En el empleo de metales hay que considerar su resistencia de tracciónsu resistencia de compresión, resistencia de cizallamiento y resistencia de torsión. Los metales se gradúan principalmente por su resistencia de atracción. La cifra de la resistencia de tracción se obtiene haciendo una prueba con un trozo del metal. Este se coloca en una maquina y se estira hasta el punto de rotura. La maquina indica el esfuerzo en libras por pulgadas cuadrada que se requieren para romperlo.


Resistencia y peso


Las aleaciones de acero tiene las más altas resistencias de atracción. Algunas de ellas registran hasta 250.000 lbs por pulgada cuadrada. Menos fuertes, pero más resistentes en relación con su peso, son las aleaciones de aluminio. Las aleaciones de magnesio son mas livianad aun que las de aluminio pero son algo menos resistentes.

Los aceros de alta resistencia de tracción se emplean en forma de varillas, tubos y alambres. Se emplean también planchas de este acero, de las cuales se estampan varias piezas como costillas de forma, largueros, montantes, costillas, etc. Los aceros inoxidables se emplean para las piezas que tienne que resistir calor y corrosión.


Las aleaciones de aluminio y sus usos

El tipo de aleación de aluminio es designado por el numero de una o dos cifras seguido por una letra S que detona una aleación forjada. El aluminio y las aleaciones de aluminio pueden obtenerse en diversas formas, tales como planchas, tubos, fundiciones y en sección Z hechas forzándolas por una matríz.un punto importante respecto a todas esas formas es que puede trabajarlas con herramientas de acero, aun si han sido endurecidas.


Como se limpia y maneja el aluminio


Al trabajar con aleaciones de aluminio, anclad o anodizas, hay que tener cuidado de no dañar la superficie anticorrosiva. Las superficies deben mantenerse limpias, pero hay que tener cuidado al efectuar la limpieza. No se pueden emplear liantes o los fluidos comunes de limpieza. Para el alvado peden usarse jabones naturales y las manchas pueden sacarse conuna solución conocida por el nombre de turco-400. Para superficies pulidas, el aluminio acompaña recomienda el limpiador Bum Ama. Al manejar planchas de aluminio tiene que tener cuidado de no marcarlas o rayarlas. Aun la ralladura mas leve puede significar debilidad en ese punto. Por esta razón es mejor usar un lápiz de mina blanda para marcar en lugar de un gramil de acero. Asimismo, si se hace necesario colocar el metal en una morsa hay que poner algún metal blando como la madera entre las mandibulas y el aluminio. Al colocar repuestos de aluminio o al hacer reparaciones hay que asegurarse que se emplee exactamente el mismo tipo de aleación y con exactamente el mismo tratamiento al calor.

Los aceros inoxidables pueden trabajarse en frio. Pueden ser soldados, remachados y forjados. Son un tanto duros y estriados para tornear, y cuando se tornean hay que emplear una velocidad la mitad más baja que para trabajos ordinarios. Lo mismo ocurre cuando se perforan y la mecha que se emplea debe ser afilada a un angulo de corte menor.

Tratamiento al calor de metales.


El desarrollo de ciertas caracteristicas en metales por medio de su tratamiento al calor es un asunto tan técnico queno es conveniente desarrolarlo aquí, pero es conveniente que conozca algunos de los procesos a que son sometidos los metales y lo que significan esos procesos. Esto es importante por el echo de que en el manejo de los metale spuden dañar algunas de esas propiedades si procede con descuido o falta de conocimientos. Por ejemplo, debe saber que nunca hay que aplicar un soplete a las aleaciones de aluminio, y es conveniente que sepa porque esto es perjudicial para el metal.

En primer término, diremos que el tratamiento al calor es la aplicaión de calor a los metales para producir ciertos cambios en su composición y estructura interior. En este poceso, la temperatura empleada, el tiempo durante el cual el metal se mantiene a esa temperatura y la rapidez con que se la enfria, son de la mayor importancia, el mantener un metal a una alta temperatura durante suficiente tiempo para permitir que se produzcan los cambios se llama “recalentamiento”. Todos los metales cambian en tamaño y forma de sus cristaleso granos que los componen a cimentar temperaturas definidas. Esto se llama temperatura crítica, y es la que controla los efectos de dureza y resistencia que se desean obtener.

Los siguientes son los nombre y sus definiciones de los diversos procesos de tratamiento de calor.

Templado: es el rápido enfriadores los metales recalentados. Puede ser por aire o liquidos agua o aceite, o enterrando el metal en sólidos.

Endurecimiento: es el recalentamiento y tempado de aleaciones desde temperaturas dentro o superiores al grado crítico.

Temple es el recalentamiento de un metal endurecido a una temperatura más baja que la critica para librarlo de las tensiones producidas por el enfriamiento. Esto hace que el metal sea un poco más blando pero aumenta su tensidad. Las aleaciones de aluminio no requieren este proceso.

Recocido: busca "ablandar" el acero para facilitar el mecanizado posterior de la pieza.

Normalizado: es uno de los tratamientos más conocidos, que se usa para afinar y homogeneizar la estructura.

Carbonizado: es trac el carbono a la superficie de las aleaciones de acero por medio del calentamiento del metal a un punto inferior al de fusión en contacto con materiales carboníferos como carbón a leña.

Templado superficial: es el recalentamiento de superficies carbonizadas para endurecerlas.

Nitratado: es el agregado de nitrógeno a las aleaciones de acero por calentamiento del metal en contacto con gas de amoniaco u otra materia de nitrógenos bajo la presión. Esto da dureza superficial sin templado y hallará que este procesoo es el empleado para casi todos los interiores de cilindros de motores de aviación.


Como deben protegerse las superficies de metal


Las aleaciones de aluminio y todos los aceros requieren protección contra la corrosión. Como se dijo al principio de esta lección, algunas aleaciones de aluminio están recubiertas de aluminio puro o están anodizadas para prevenir la corrosión.

Las superficies anodizadas se pintan también como una precaución adicional. La superficie anodizada, por lo demás, forma una buena base a la cual se adhiere la pintura. La pintra no se adhiere facilmente al anclad y puede ser necesario anodizarla antes de su aplicaión.

Encontrada que se producen tres clases de corrosión en las partes metálicas de un avión:

A) La oxidación o formación de herrumbe en las superficies por acción de la
humedad ambiente, a veces acelerada por la acidez o alcalinidad de esa
humedad. En agua salada esta oxidación de producirá más rápidamente porque
la sal absorbe y retiene la humedad.
B) Otra forma de corrosión se produce entre los distintos metales de la aleación.
Esto se debe generalmente a un defectuoso tratamiento al calor resultante en la
formación de cristales de los metales, tales como cobre y aluminio. Expuesto
al metal a agua salada especialmente se producirá acción química o eléctrica
entre los cristales con el resultado de que uno u otro, o los dos, desaparecerán
esto, naturalmente, reduce la fortaleza del metal. Si el metal es apenas de seis
decimas de mm de espesor puede calcularse lo serio que resulta cualquier
debilitamiento. El unico remedio para este tipo de corrosión es el repuesto de la
parte afectada.
C)El tercer tipo de oxidación es el resultado directo de acción electrolitica entre
dos superficies que se tocan que corresponden a metales distintos. Los dos
metales y la humedad ambiente, especialmente agua salada, hacen las veces
de una pequeña bateria electrica. Se produce una corriente eléctrica que
ocasiona la desintegración rápida de uno u otro de los metales, o de los dos.

Para prevenir la oxidación común es necesario dotar al metal con una capa protectora, tal como el electro galvanizado o la pintura. Las superficies expuestas a la oxidación pueden ser tratadas de esta manera en cualquier momento desmontandolas del avión. Cuando se pintan se obtendrán mejores resultados si se da una mano de base anti óxido como cromito de cinc.

Para prevenir la acción electrolítica, las partes metálicas tienen que separarse con unas sustancias que no obraran en esta forma. Una practica común es el empleo de tiras de tela remojadas en pintura asfáltica colocadas entre las superficies. Otro método consiste en pintar ambas ambas superficies con cromito de bario. Donde se hallan en contacto cobre o aleaciones de cobre, tales como el bronce, con aluminio, el cobre debe ser electro galvanizado aun en el caso deque se coloquen materiales aislantes.

La protección de superficies interiores que no pueden ser inspeccionadas es de suma importancia. Las superficies metálicas en lugares cubiertos pueden ser protegidas pulverizandolas con una delgada capa de aceite. Las estructuras tubulares reciben a veces un lavado interior con aceite de lino o productos manufacturados parecidos a un barníz hecho a base de aceite de lino.




ESPERO QUE LES SIRVA, DEJEN PUNTOOS!!!!!!!!!!!!!!!

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6 comentarios - Trabajo practico de estructuras metalicas (aeronautica)

@franpau Hace más de 3 años
Muy buen post, me re sirvio. Te dejo 10.
@Jacoobett Hace más de 2 años
oye amigo, esta muy bien pero si me podrias proprocionar todas las fuentes que utilizaste para hacer esta completa investigacion (+ 5 puntos) te daria mas pero taringa no me deja dar mas...
@bob12 Hace más de 2 años
gracias +3
@josebeto3232 Hace más de 2 años
Oye que buen Post.. De verdad esta información es difícil de encontrar¡ Y bueno respondiendo le a @marianou92 Hay varias teorías que pueden funcionar para explicar la sustentación de una aeronave la mas escuchada y leída es al propuesta por el físico Bernoulli (La ec. de Bernoulli diferencia de presion) el cual nos indica que en un perfil aerodinámico (sección transversal del ala) el flujo que pasa por el intradós va a menor Velocidad que en el extrados esto genera una diferencia de presión con una resultante hacia arriba, y ahí obtenemos la sustentación; pero la misma nos limita el comportamiento a solo Fluidos inviscidos lo que significa que la densidad del fluido no varia, cosa que no es cierto la densidad es función de la Temperatura, presión, altura y velocidad. Otra teoría mas completa es el resultado del trabajo conjunto de Kutta- Joukoskwi donde nos habla de la circulación de aire alrededor de un cuerpo.
@elmat Hace más de 1 año
cuales son las herramientas de un Montador de estructuras aeronauticas?