Estructuras Monocasco

    En aviación semi- monocasco se refiere a un tipo de construcción empleada  en la actualidad, deriva de la palabra monocasco e igualmente de este tipo de construccion. Se caracteriza por emplear un recubrimiento delgado, denominado piel.

     La figura estructura interna corrugada con duraluminio (aleación de aluminio y cobre) que se califico como una estructura semi-monocasco debido a que la piel corrugada soportaba las tensiones de flexión

Tomando en cuenta dichos conceptos podemos proceder a hablar un poco al uso que tiene este tipo de estructuras y de qué forma son útiles a la hora de construir un avión

Los aviones modernos utilizan carcasas para la configuración aerodinámica. Estas carcasas llevan cargas sustanciales, como mostraremos en las siguientes secciones.Estas  conchas están  reforzadas por elementos  que ayudan a que la concha resista el pandeo y también ayudan  a la concha a recoger  las cargas de aire  y transferirlas  hacia el interior  del fuselaje. Las alas también almacenan  combustible. Aquí  están las definiciones de estos elementos 

    Los aviones modernos utilizan carcasas para la configuración aerodinámica. Estas carcasas llevan cargas sustanciales, como mostraremos en las siguientes secciones. Estas conchas están reforzadas por elementos que ayudan a que la concha resista el pandeo y también ayudan a la concha a recoger las cargas de aire y transferirlas hacia el interior del fuselaje. Las alas también almacenan combustible. Aquí están las definiciones de estos elementos.

·         Spar: viga longitudinal paralela al ala, la profundidad es igual al grosor del ala, unidas a las capas superiores e inferiores.

·         Tapa del mástil: la pestaña superior / inferior del mástil

·         Red de spar: el miembro vertical de pared delgada del spar.

·         Stringer: un esfuerzo de piel longitudinal paralelo al ala pero máspequeño que un larguero como unido a la piel superior o inferior.

·         Costilla: un miembro perpendicular al ala, largueros y largueros que generalmente cubre toda la sección transversal estructural.

Para el estudio de las estructuras semi-monocasco de chapa abierta se encuentra el siguiente ejemplo.

    Semi-monocasco completa permite suponer si un error grave que el área del larguero efectivo se concentre en un punto de la línea  media de la piel donde se encuentra. Se une a la longitudinal, las ubicaciones de estos largueros  idealizados se indican mediante pequeños círculos como se muestra en la Figura.

     Par aun estudio mas afondo se realizara una breve demostración de como soportan cargas extremas en los puntos del área del larguero efectivo.

    Primordial mente para realizar un ejercicio de este tipo se deben tomar en cuenta los siguientes lineamientos.

1) Línea neutra

2) Inercia

3) Flujo cortante

Línea neutra: centroide dela figura

      INERCIA    

Flujo cortante

     Para la figura mostrada el objetivo es calcular los flujos de corte en las bandas de la sección transversal mostrados en la figura.

     Los cuatros  largueros tiene áreas  iguales de 0.5 in2. Las telas no soportan tensión de flexión, solo cizallamiento. También deseamos ubicar el centro de corte de la sección trasversal. Tenga en cuenta que es sección transversal resistirá la flexión en dos direcciones, pero solo tiene un eje de simetría.

El eje neutro horizontal se encuentra por inspección. El momento de inercia Izz se encuentra para ser.

Las fuerzas netas en la cara derecha de cada larguero son:

Donde     implica compresión en la cara posterior. Los valores de Qiosn 2.5

En 3. (Para los dos elementos superiores) o-2.5 in3 (para los dos elementos  inferiores).esto significa que para los dos elementos superiores.

Para los elementos inferiores

    El signo negativo indica que la fuerzas netas en la cara inferior son de tracción. Como antes, el análisis del flujo de corte prosigue cortando cada red para aislarlo y luego utilizando el equilibrio estático longitudinal para determinar los flujos de corte. Estos flujos de corte se muestran en la figura

Resultados finales

    Los flujos de cizallamiento  en esta sección transversal se han calculado suponiendo que fueron el resultado  de un cizallamiento resultante  que produce solo tensión de flexión, pero no torsión por definición, en  centro de corte es el punto donde una fuerza de corte causa deformación por flexión, pero no deformación torsional o tensión de corte. Los flujos de corte que hemos calculado suponen, por lo tanto, que las fuerza de corte se aplica en el centro de corte.

Para encontrar la ubicación del centro de corte usamos el siguiente procedimiento:

    En un punto arbitrario en el espacio (de nuestra elección), el momento (medido en el plano de la página) debido a la resultante.

1) La fuerza de corte V debe ser exactamente igual al momento debido a los flujos de corte esto debe ser cierto porque las dos presentaciones(total resultante o flujo de corte) son formas equivalente de representar el mismo sistema de tensión transversal sabemos las posiciones y direcciones de los flujos de corte, por lo tanto podemos calcular su momento resultante sobre el punto.

2) sabemos que la fuerza de corte resultante  V= 10,000lb. Debe actuar a través del centro de corte. La  distancia “e” que se muestra en la figura  mide la distancia desde el punto o hasta  el centro de corte. Es el desconocido. El momento en el sentido de las agujas del reloj, alredor de 0, debido a la fuerza de corte V=10,000lb es MV=10,000e

Por lo tanto, el centro de corte está ubicado en algún lugar o a lo largo de la línea 2in. A la izquierda del punto o punto recuerde esto tres puntos sobre los cálculos del punto de corte

1.       El centro de corte es un punto en el espacio y , en general, se deben realizar dos cálculos:

Igualando las dos expresiones

1 aplicar una fuerza de corte arbitraria a una sección trasversal y calcular los flujos de corte   Coloque la fuerza de corte en un punto de referencia en el espacio ubicado a una distancia “e” de ese punto. Iguala el momento debido a la los flujos de corte. 

Ya culminado dicho ejercicio pueden dirigirse al siguiente link donde encontraran un vídeo con la explicación para calcular los flujos de corte.