¿Por qué las ventanas de los aviones son redondas? (y qué tienen que ver una salchicha y un clip)
Casa Figaro
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¿Por qué las ventanas de los aviones son redondas? (y qué tienen que ver una salchicha y un clip)
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Las ventanas de los aviones no son redondas por estética: una esquina puede multiplicar el esfuerzo en la piel del fuselaje hasta 7 veces. En este video lo calculamos de verdad, con elementos finitos: la cabina como un globo que se infla en cada vuelo, el esfuerzo de aro (σ = p r / t), la concentración de esfuerzos alrededor de un agujero, el problema de las esquinas, la fatiga y cómo crece una grieta, la historia del primer avión de pasajeros a reacción y cómo se diseñan hoy las ventanas.
Capítulos
0:00 ¿Por qué son redondas?
0:09 La cabina es un globo
0:33 El esfuerzo que abraza al fuselaje (σ = p r / t)
0:58 Un agujero concentra el esfuerzo
1:24 El problema de las esquinas
1:52 Fatiga: el clip que se rompe
2:18 La grieta y la historia de 1954
2:46 La solución: tolerancia al daño
3:04 ¿Y el agujerito de la ventana?
3:17 Aprende más
Todo esto se estudia en la Sala ESIME Ticomán de Casa Figaro (3.er semestre de Ingeniería Aeronáutica):
· Mecánica de sólidos (recipientes a presión, círculo de Mohr, criterios de falla): https://casafigaro.com.mx/mecanica-so...
· Ingeniería de materiales (fatiga, fractura, aleaciones aeronáuticas): https://casafigaro.com.mx/ingenieria-...
Las primeras secciones de cada libro son gratis. La biblioteca completa: https://casafigaro.com.mx
Notas: modelo simplificado. Δp = 52.6 kPa (afuera, atmósfera estándar a 11 km; adentro, cabina como a 2,438 m), radio 1.95 m y piel de 1.6 mm sin cuadernas ni largueros. Los mapas de esfuerzo se calcularon con elementos finitos (placa con esfuerzo de 64 MPa alrededor del fuselaje y 32 MPa a lo largo; con la ventana redonda da ×2.51, la solución exacta de Kirsch es ×2.5). Vida a fatiga con la ley de Basquin (exponente típico del aluminio, b ≈ −0.1). Ciclos de la prueba en tanque, aproximados.
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