herramientas

MEMORIAS DEL 14 CONGRESO INTERNACIONAL ANUAL DE LA SOMIM
17 al 19 DE SEPTIEMBRE, 2008 PUEBLA, MÉXICO

REDISEÑO DE UN MONTANTE PARA CELDA DE PRUEBAS DE TURBINA DE
AVIÓN
Cesar Fernando Olivares García, Joaquín Pérez Meneses
Departamento de Metal-Mecánica, Instituto Tecnológico de Querétaro
Av. Tecnológico S/N Esquina Gral. M. Escobedo, Centro Histórico, CP. 76000, Querétaro, Qro.
Teléfono(442) 227 4400 Ext. 4421. Fax: 216 9931.
cefogster@gmail.com, jperezm@itq.edu.mx

RESUMEN
Se presenta el rediseño de un banco de pruebas para dos tipos distintos de serie de una turbina de gas JT8D de Pratt
& Whitney; este proyecto se realizó por la necesidad de ITR de contar con otro banco de pruebas que pudiera
soportar estos dos tipos de motores. Se propuso un diseño de montante, el cualutilizó CATIA para hacer el dibujo
paramétrico y ANSYS para el análisis de elemento finito. Se construyó el montante con base en el diseño presentado
y se realizaron las pruebas experimentales colocando las dos diferentes series turbinas sobre el montante, los
resultados fueron satisfactorios tanto en la carga estática como en operación. Adicionalmente se efectúo el análisis
económico en ésteel resultado mostró que el costo del montante propuesto fue inferior al que se ofrece en el
mercado. Se concluyó que el rediseño del montante fue adecuado para su funcionamiento, cumpliéndose el objetivo
de la empresa de contar con un banco con mayores ventajas.
ABSTRACT
The Structural Analysis of a mounting system was numerically made by using the Finite Element Method (FEM).
This mountingsystem must support two kinds of turbofan engines; the Pratt & Whitney JT8D-STD series and also
P&W JT8D-200 series. The JT8D-200 engine has 23% more thrust, is 30% heavier and its fan is 23% longer than the
JT8D-STD engine. The final geometry, the materials to use and the welding was determined by this analysis. The
aim of this article is to describe the process followed to make the FEManalysis.

NOMENCLATURA
- Finite Element Analysis (FEA). Análisis de elemento finito, se refiere al análisis que se realizará al modelo con
malla y condiciones de frontera.
- Condiciones de Frontera (BC’s). Condiciones externas a las que está sometida la pieza, tales como: temperatura,
fuerzas y restricciones de movimiento.
- Caso Último. El peor escenario de fuerzas y BC’s aplicadas a la pieza;simula un empuje axial de 25 000 lb y el
torque al que estaría sometido si se frenara en un segundo.
- Caso Límite. Escenario que simula las máximas operaciones de trabajo registradas en ITR más 10%, y el torque al
que estaría sometida la pieza si el motor se frenara en tres segundos.
- JT8D-STD. Familia de motores de P&W que cubren el rango de empuje de 14,000-17,400 lb; diámetro de fan de39.9 in; longitud promedio de 120 in.
- JT8D-200. Familia de motores de P&W que cubren el rango de empuje de 18,500-21,700 lb, diámetro de fan de
49.2 in, longitud promedio de 154 in.
- Transient analysis Un análisis transitorio resuelve diferentes pasos de carga (loadstep) de un mismo modulo. Un
loadstep es simplemente una configuración de cargas y restricciones cuya solución se obtendrá. En unanálisis
estático lineal o análisis de estado estático, se pueden utilizar diferentes loadsteps para aplicar diferentes arreglos de
cargas.
INTRODUCCIÓN
El presente rediseño del montante se efectuó en Turborreactores S.A. de C.V. (ITR), empresa que actualmente lleva
a cabo la reparación motores JT8D en sus series Standard y 200 para la aviación de transporte comercial de pasajeros
y de carga(líneas aéreas, líneas chárter, empresas de carga y organismos gubernamentales).
El motor JT8D Standard tiene un empuje máximo de 16560 lb con un peso total de 3500 lb. Una versión más
moderna de este motor es la serie 200, el cual tiene un empuje máximo de 20 430 lb con un peso total de 5600 lb.

ISBN 978-968-9773-03-8

496

Derechos Reservados © 2008, SOMIM

MEMORIAS DEL 14...