Diseño y optimización de una plataforma para multirrotores

El objetivo principal de este trabajo es el diseño del marco o estructura, más concretamente del brazo que soporta los motores. El diseño se centra en el brazo ya que es éste el que albergará los mayores esfuerzos, ya que es el elemento del dron en la que se producen las fuerzas. En cuanto al resto de componentes, se va hacer hincapié en la elección de cada uno ya que estos son igualmente indispensables a la hora de realizar cálculos reales de vuelo del dron. Como todo proceso de diseño, se necesitará fijar algunos límites sobre los que partir, para así poder realizar una correcta optimización del problema. En este caso, se impondrán dos límites: uno será sobre el peso y el otro sobre el tiempo de vuelo del vehículo. Cada uno de estos límites servirá para enfocar la optimización en los dos caminos requeridos. Por un lado, el límite de peso, servirá para optimizar la pieza, mientras que el límite de tiempo de vuelo servirá para optimizar la configuración de componentes del vehículo. Respecto a los límites impuestos para el inicio de los cálculos necesarios, los valores que éstos tomarán serán de 3kg en el caso de la masa y 15 minutos en la duración de vuelo. El valor límite de 3Kg para la masa, como ya se ha indicado, significa que el valor final del peso de la estructura debe ser inferior a éste. Además, dicho valor servirá para realizar una primera suposición de masa, lo que permitirá calcular las cargas a las que la estructura estará sometida. En cuanto al límite de 15 minutos en la duración de vuelo, se trata de un mínimo. Por lo que no se tomará como válida ninguna configuración que no supere este límite. Para comprender el proceso de optimización estructural llevado a cabo mediante el programa CAE de cálculo por elementos finitos, ABAQUS, es necesario realizar una explicación teórica de dicho proceso. Primeramente, se procederá a dar una breve introducción teórica del programa Abaqus. Posteriormente, se explicará el funcionamiento de sus módulos de trabajo, haciendo especial hincapié en el módulo de optimización, pues es a través del mismo del que se podrá obtener el diseño final de la estructura del dron. Para llevar a cabo el proceso de optimización referido a la configuración de los componentes se va utilizar la herramienta de cálculo “eCalc”. Debido a que esta herramienta requiere un conocimiento previo de su modus operandi, posteriormente se realizará una introducción en la que se explicará las principales características de dicha herramienta. Ingeniería Mecánica