DISEÑO Y SIMULACIÓN NUMÉRICA SUÁREZ, José P., HERNÁNDEZ, Víctor 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

Espacio piernas para el percentil 95 masculino europeo 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 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 en carcasas → Envuelven al pasajero → Evitan daños en caso de golpe

BÚSQUEDA DE UNA SOLUCIÓN Bocetos del asiento

BÚSQUEDA DE UNA SOLUCIÓN Bocetos del asiento

(Imágenes de asiento final) 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

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 Confor Foam (CF-45) - Carcasas 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 Cosmos Nastran ANSYS ABAQUS ALGOR FEMLAB Aparecen los primeros códigos en entornos paralelos 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

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 Built 11054 tetrahedra; Number of nodes: 4954 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.