Empresas que usan Simulación como alternativa a pruebas físicas de Asientos (2)
Continuamos con nuestra serie de artículos que muestran el trabajo de grandes empresas a nivel mundial que usan Ingeniería de Simulación como alternativa a pruebas físicas de asientos de aeronaves, para el cumplimento de normativas europeas y locales.
B / E Aerospace, Inc. es un fabricante de productos para interior de cabina de aviones de pasajeros para los mercados de aviones comerciales y de negocios.
Cuando usted se sienta en un avión para un vuelo en una aerolínea importante, usted está probablemente acomodándose en un asiento y está rodeado de equipamiento diseñado y construido por B / E Aerospace. Con diseño y fabricación de todo el mundo, B / E Aerospace es el fabricante líder de productos de interior de cabina de aviones de pasajeros comerciales y privados. Uno de los productos principales de B / E Aerospace es su línea de asientos de aerolíneas comerciales y de primera clase (bussiness). B / E Aerospace cuenta entre sus clientes a prácticamente la totalidad de las aerolíneas del mundo, fabricantes de aeronaves y compañías de leasing a través de sus organizaciones de apoyo al cliente y ventas globales directos
B / E Aerospace diseña asientos de líneas aéreas comerciales, junto con muchos otros muebles para interiores de aviones, en sus instalaciones de Carolina del Norte. Sus equipos de diseño y análisis de elementos finitos (FEA) comparten un lema: Un boleto más barato y un viaje más seguro. Los precios de los combustibles de hoy están obligando a las compañías aéreas a aligerarse ‘Lighten Up’, literalmente, y están encontrando formas innovadoras para reducir peso dentro de un avión. En este sentido, las compañías han recurrido a medidas tales como la reducción de la cantidad de publicaciones periódicas, la eliminación total de bastidores de revistas, la eliminación de los hornos de a bordo, en sustitución de los divisores de cabina con cortinas y reducir el peso de los carros de pasillo como parte de una campaña para ahorrar combustible. La reducción de peso disminuye los costos de combustible y en última instancia, los precios de venta de entradas. Componentes más fuertes proporcionan una mejor protección de los pasajeros en situaciones de emergencia. B / E Aerospace se esfuerza para lograr ambas premisas.
Añadiendo Ingeniería Asistida por Computador a los procesos de B / E Aerospace
Empresas de ingeniería (como Altair HyperWorks) fueron contratadas con la tarea de mejorar el proceso de diseño de B / E mediante el desarrollo de un proceso para la certificación virtual mediante la incorporación de métodos avanzados de Ingeniería Asistida Por Computador CAE.
Mediante la utilización de Altair HyperWorks dentro del proceso de desarrollo de productos se ha visto un notable éxito. Durante el desarrollo temprano de la nueva línea de asiento de B / E, el Spectrum, y se realizaron análisis físicos de todo el componente. Usando Altair HyperMesh y las capacidades de optimización de la topología de Altair OptiStruct tempranamente del proceso de diseño, Altair fue capaz de reducir el peso del asiento en un 32 por ciento. Este diseño, el cual no se encuentra en producción aún, representa claramente un gran éxito en términos de ahorro de peso y de combustible, especialmente si tenemos en cuenta el número de asientos en un Boeing 787 o un Airbus A380.
Reducción de costos de certificación
El diseño de las asientos de avión es completamente impulsado por el mercado. Las Aerolíneas quieren comodidad y características de sus pasajeros, e inevitablemente piden asientos más ligeros para ayudar a combatir el aumento incesante de los costos del combustible.
Para que el producto sea certificado en aeronavegabilidad por la Administración Federal de Aviación de Estados Unidos (FAA), debe pasar pruebas físicas destructivas supervisados por un DER (Representante Designado de Ingeniería), certificado por la FAA.
Un conjunto de asientos completos, con dummies (muñecos) con cinturón de seguridad, debe pasar las pruebas de carga estáticas. Seguidamente, montado sobre un trineo, el conjunto se sujeta a las cargas dinámicas inerciales que se presentan en un impacto. El asiento completo debe soportar una carga horizontal de al menos 16Gs (donde 1G es igual a la fuerza de gravedad), una carga vertical de 14Gs, y pasar una prueba de lesión cefálica (head injury criterion HIC).
Así que cuando el equipo de ingeniería de diseño envía primero un modelo prototipo CAD al equipo CAE, la pregunta no formulada es, ‘¿Este diseño pasará la certificación?’ Y este grupo se convierte en el vínculo entre el diseño y aprobación de la FAA. Se corre el modelo en HyperMesh, se ejecutan varias simulaciones de choque, y se utiliza OptiStruct para afinar el modelo, y enviarlo de vuelta al ingeniero de diseño. El objetivo es reducir y eliminar el número de pruebas físicas que se necesitan para certificar el producto, para reducir el costo de las pruebas preliminares (ahorro de hasta el 60%) y en parte para mantener el ciclo de producción lo más corto posible.
“La utilización de tecnología FEA es una gran herramienta de ingeniería con el fin de reducir los tiempos de ciclo de diseño del producto, mejorar nuestro rendimiento de la primera vez durante la prueba dinámica, y también optimizar el peso y el costo del diseño del asiento.” dice Steve Kash y Jacob Valentine, ingenieros de B / E Aerospace
“Sin el análisis CAE, se pueden tener que hacer tres o más pruebas físicas”, dice el Dr. Liu, Ph.D en jefe el proyecto. “Las herramientas CAE nos permiten lograr la certificación virtual, que puede eliminar los fracasos iniciales. Hay un gran ahorro de allí”.
Ayudando a impulsar y acelerar el diseño
El Dr. Liu y sus colaboradores están trabajando para reinventar el proceso de diseño de asientos de aviones y crear un proceso de certificación y validación virtual dentro de B / E Aerospace usando Altair HyperWorks.
Además de agilizar la certificación con la simulación, sino que también están utilizando OptiStruct y MotionView para encontrar formas más eficientes y mejores para el diseño de las estructuras de seguridad y, al mismo tiempo, mejorar el tiempo de ciclo de producto en un mercado cada vez más exigente.
“Para los grandes cambios, el diseñador tiene que cambiar el perfil”, dice el Dr. Liu. “Pero para cambios menores, simplemente puede cambiar la geometría en HyperMesh y tienen el modelo listo para su revisión en un día. Definitivamente podemos reducir aún más el ciclo de producción de esta manera. ”
Gestión B / E está ampliando su capacidad de CAE para tomar ventaja de estos beneficios. A finales de 2008, se planea tener tres ingenieros adicionales que trabajan en la certificación y el diseño de la estructura, utilizando HyperWorks para ayudar a B / E en el diseño y construir un mejor asiento de avión. Este es un “ganar-ganar-ganar”: mayor seguridad y comodidad para los pasajeros, los costos de combustible reducidos para las compañías aéreas, y la reducción de la contaminación: un paso adelante para el medio ambiente
Traducido del Paper técnico: HyperWorks at B/E Aerospace: Lighter, Safer Seats for Airline Passengers, para ver la versión original: http://www.altairhyperworks.com/ResLibDownload.aspx?file_id=392&keywords=B/E&industry=All&product_service=All&category=All&order_by=date_created&order_by_da=desc&resource_id=891
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