Diseño y Validación de Componentes Mecánicos …Abstract. En Honeywell Aerospace, la “puesta a...

DiseñoyValidacióndeComponentesMecánicosparaEquiposdePrueba

enelSectorAeroespacial

ArturoRamosHoneywellAerospace

Octubre2011

Abstract.

EnHoneywellAerospace,la“puestaaprueba”esunintegranteclaveenel desarrollo de transporte aeroespacial. Los rápidos avances en latecnología están llevando a una convergencia entre el diseño deproductoyeldiseñodecomponentesparaprueba. Los diseñadores de equipos de prueba, a menudo se enfrentan condesaLos complejos y únicos en sumomento, dondede formahabitualuPlizan el diseño asisPdo por computadora CAD y la simulaciónnuméricaFEAparalavalidacióndelascondicionesseverasdeoperacióndelosequiposdeprueba.

ObjePvo.

•  Presentar algunas consideraciones del diseño con su aplicación en elárea de pruebas aeroespaciales con el uso de las herramientascomputacionalesmodernas.

•  EstanuevamodalidadpodríatenerunimpactosignificaPvo,mismoquefavorecerá al diseñador y contribuirá al analista en su proceso deconstruccióndeconocimiento.

•  Mostrarunadescripciónbrevedealgunosdelosproblemasimportanteseneldepartamentode ingenieríade serviciosdepruebaconeldiseñoasisPdoporcomputadora,uPlizandométodosnuméricos.

Antecedentes. ElLaboratoriodeInves1gaciónyTecnologíadeMexicalieselCentrodeDesarrollo

másavanzadoenlaIndustriaAeroespacialenelNoroestedeMéxico;elcual1eneun sofis1cado conjunto de sistemas que le permiten simular en escala realmúl1plessistemasdeaviación. El campus de Ciencia y Tecnología cuenta actualmente con las siguientesespecialidades:-  ServiciosdeIngenieríaparaPruebas.-  CentrodeExcelenciaMecánica.-  CentrodeExcelenciaElectrónica.-  OperacionesdeIngeniería.-  TecnologíaAvanzada.

HoneywellenMéxicoMexicali

Ciudad de México

Cd. Juárez

Chihuahua

Tijuana

Ciudad del Carmen

San Luis Potosí

Monterrey

• Másde14,500empleados.

• Presenciadelascuatrodivisionesdenegocio.

• 11plantas,2laboratoriosy5oficinas.

MéxicoeselpaísconelmayornúmerodeempleadosfueradeEEUU

GruposdeNegociodeHoneywell.•  $35-36milmdddeingresos*,50%generadofueradeEstadosUnidos•  Alrededorde130,000empleadosoperandoen100países.•  Corpora1vomundialbasadoenMorristown,NewJersey.

AutomaPzaciónyControlAeroespacial Materiales

EspecialesSistemasdeTransporte

$14.7-15.1MMUSD*$10.8-11.2MMUSD* $4.3-4.5MMUSD* $5.0-5.2MMUSD*

*Es1macióndeingresos2011

ServiciosdeIngenieríaparaPruebas.ServiciosdeIngenieríaparaPruebasenMexicalitrabajacon:

-  Lacreacióndediseñosmecánicosu1lizandoherramientasdemodelacióngeométricatalescomoCATIAV5.

-  A través de la jus1ficación analí1ca y simulación paraequiposdepruebapormétododeelementofinitou1lizandosoawareANSYS.

PuntosImportantesenelAreadePrueba.Durantelasfasesdediseño,ÁreadeIngenieríadepruebassecentrasiempreencumplirlossiguientesrequisitos:-LaSeguridadeseltemamásimportante.-Loscostosdedesarrolloydefabricaciónsoncrí1cos.-Debetrabajaralaprimeravez,comoseteníaenplanificación.-Complejidadpodríasermuyalta.-"OneandOnly”PruebasNo-Repe1blesenmuchasocasiones.

Metodología.EnHoneywellAerospace, lasetapasdediseñodeequipoparapruebay suvalidación1enenun impactode interacciónsignifica1voenel ingenierodediseño-análisis,estasfasesson:

PrimeraEtapa.RequerimientosdelCliente. SegundaEtapa.

RevisiónPreliminarde

Diseño.TerceraEtapa.ValidaciónTécnica. CuartaEtapa.

RevisiónCrí<cadelProyecto.

QuintaEtapa.

Entregablefinal.

ISCBlockOff,HeatExchanger.

HeatExchangerBlock-off.Intercambiador de Calores colocado en el interiordelfixtureparapruebas

ISCSupport,EvaporatorTestFixture.

El sistema de evaporación1ene salidas de flujo quedeben ser bloqueadas parareal izar así las pruebasneumá1casehidrostá1cas.

EvaporatorSystemTestFixture.

TurboSystemMechTestLabCraneSupport. Turbo MounPng Ca r t .calculado para 4000 lbs.,ademásresis1óelfuego!!!!!

F125TestSledandMountDesignSupport.

Peterson's Stress ConcentraPonFactors (2nd EdiPon) By: Pilkey,Walter D. © 1997 John Wiley &Sons

Radiodefiletede1.50pulg.

LocalSILSupport-Daniel’sSecPonSupport.

Resis1óalmovimientodelterremotodelañopasado,4deAbrilde2010.!!!

LocalSILSupport–HP/IPDuct.

LocalSILSupport–FBASMount.

PesoTotal:8600lbs.LocalizadoenSegundoNivel

Algunascosasimportantesatenerencuentaacercadelaimportanciaderealizarpruebasbienvalidadas.

Losavionessonfrágiles.

Unerrorpequeñopuedetenerconsecuenciasmuygrandes.

Elfuselajesefracturoenvuelodebidoaunafallaeléctricadelmotor

Cadapartedelaviónesmuyimportante.

“Solamenteesunallanta,noestanimportantecomolasalasolasturbinas”

Unerrorpuedesermuchomascostosoqueeldinero.

ResultadosyBeneficios.

Elniveldedesarrollotecnológicoenmateriadediseñoyvalidaciónpor simulación de métodos numéricos nos ha puesto comoprincipal punto de contacto para aumentar nuestras capacidadesdeserviciosdeingenieríaycumplircon:

• Sa1sfaccióndelcliente.

•  Serpuntadelanzacomocentrodedesarrolloaeroespacialenel

Noroestedelpaís.

•  Crecimiento del Estado y Sector Educa1vo gracias al avance y

desarrollotecnológicoenelsectoraeroespacial.

Conclusión.

En general el uso apropiado de las herramientas computacionalesmodernas para el diseño y validación de equipos de prueba ha sidobenéficoparaHoneywellAerospaceSystemsLaboratory.El uso de herramientas computacionales ha permi1do generarmejores diseños en el desarrollo de equipos y componentes deprueba, conparámetros queminimicen los riesgos y generenmayorseguridaddurantelaprueba.

ü  ETSInternal/ExternalCustomers,MainSupport.

ü  SamuelChin-ETSAnnexLeader.

ü  FranciscoVelasquez–ETSDesignManager.

ü  MauricioCampos–TechnicalSupport.

ü  GibranNeme–TechnicalSupport.

ü  SalvadorPerez–TechnicalSupport.

ü  ETSDesignTeam.

Agradecimientos.