Desarrollo de modelos paramétricos para el diseño de uniones atornilladas sometidas a cargas extremas

Abstract

El objetivo del proyecto es definir modelos paramétricos de uniones atornilladas basados en metodología de cálculo FEM (finite element method) que permitan conocer el comportamiento exacto de cualquier unión sometida a cualquier tipo de esfuerzo (hexaedro de cargas; 3 fuerzas y tres momentos). El comportamiento de la unión se verificará bajo carga extrema (comprobación del estado tensional de los tornillos y no separación entre chapas). En el montaje de los componentes estructurales principales de los aerogeneradores eólicos, las uniones atornilladas son un punto crítico de diseño. Los modelos de los aerogeneradores para el cálculo de cargas que se desarrollan en CENER, se implementan utilizando multitud de simplificaciones. Por este motivo, no incluyen modelos detallados de ciertas partes críticas del diseño, como rodamientos, engranajes o uniones pretensadas. Por esta razón, para el diseño de uniones atornilladas pretensadas, es necesario generar modelos más detallados y complejos. Existe normativa basada en cálculos analíticos (VDI2230…) que permite dimensionar algunas de las uniones pretensadas típicas utilizadas en el sector eólico. Sin embargo, muchos casos no obedecen a topologías estándar, y en consecuencia, se asumen simplificaciones que añaden incertidumbre al diseño de estas uniones. Este proyecto trata de abrir este hueco mediante modelos paramétricos FEM.