Metodología de optimización estructural del diseño de un buje de aerogenerador
Fecha
2019Versión
Acceso abierto / Sarbide irekia
Tipo
Trabajo Fin de Máster/Master Amaierako Lana
Impacto
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nodoi-noplumx
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Resumen
La finalidad del presente documento es exponer el contenido del Trabajo Final de
Máster realizado en el curso académico 2018-2019 del Máster en Ingeniería Mecánica
Aplicada y Computacional (IMAC) de la Universidad Pública de Navarra y que con-
siste en el desarrollo de una metodología de optimización del diseño estructural de un
buje de aerogenerador.
De forma breve, se puede decir que la me ...
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La finalidad del presente documento es exponer el contenido del Trabajo Final de
Máster realizado en el curso académico 2018-2019 del Máster en Ingeniería Mecánica
Aplicada y Computacional (IMAC) de la Universidad Pública de Navarra y que con-
siste en el desarrollo de una metodología de optimización del diseño estructural de un
buje de aerogenerador.
De forma breve, se puede decir que la metodología de optimización del diseño de
un buje de aerogenerador desarrollada consiste en lo siguiente: En primer lugar, se ha
llevado a cabo un análisis de sensibilidad de las variables de diseño consideradas a la
variación del valor de las dimensiones del buje. A continuación, se ha obtenido una
función objetivo para cada una de las variables de diseño consideradas en forma de
expresión matemática que relaciona el valor de estas con el valor de algunas de las
dimeniones geométricas del buje. Finalmente, se ha procedido a maximizar/minimizar
dichas funciones objetivo considerando varias restricciones o condicionantes de diseño
estrutural y con ello se han determinado las dimensiones del diseño de buje óptimo.
Adicionalmente, se han incluido contenidos adicionales: por un lado, una comparativa
entre la localización de los puntos calientes, esto es, aquellos que están más solicitados
desde un punto de vista estructural, asociados a las cargas de extrema y a las cargas
de fatiga y, por otro lado, una comparativa entre el orden de magnitud del valor de
las seis componentes del tensor de tensiones real, dependiente del tiempo, en tres escenarios de carga distintos, cuya finalidad es denotar las implicaciones de una de las
simplificaciones consideradas en el desarrollo de este trabajo.
Cabe por tanto decir que para el desarrollo del trabajo realizado ha sido necesaria
la aplicación práctica combinada de conceptos teóricos adquiridos en asignaturas del
Máster en diferentes ámbitos de la ingeniería mecánica: cálculo de cargas aerodinámicas por medio de código aeroelástico (FAST), análisis estructural mediante el método
de los elementos finitos, análisis y descomposición de series temporales de carga de
fatiga. Además, también ha sido necesaria la aplicación de conocimientos de Matlab
para el postprocesado de los resultados obtenidos. Por otra parte, se han adquirido y
aplicado nuevos conocimientos que han completado la formación recibida en alguna de
las asignaturas del Máster. En concreto, cabe destacar que en el caso de la asignatura “Fatiga de componentes y estructuras”, ha sido necesario profundizar en un área
concreta del conocimiento de este campo de la ingeniería mecánica: el análisis estructural de fatiga multiaxial por medio de la aplicación de la metodología del plano crítico. [--]
Materias
Bujes de aerogeneradores,
Diseño estructural
Titulación
Máster Universitario en Ingeniería Mecánica Aplicada y Computacional por la Universidad Pública de Navarra /
Ingeniaritza Mekaniko Aplikatuko eta Konputazionaleko Unibertsitate Masterra Nafarroako Unibertsitate Publikoan