DISEÑO Y MANUFACTURA DE UN CHASIS PARA UN VEHÍCULO DE COMPETENCIA TIPO SUPERCROSSCAR
Enviado por Pauls Orozco • 14 de Junio de 2021 • Apuntes • 3.440 Palabras (14 Páginas) • 135 Visitas
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DISEÑO Y MANUFACTURA DE UN CHASIS PARA UN VEHÍCULO DE COMPETENCIA TIPO SUPERCROSSCAR
Juan Márquez Flores[1], Jonatan Pozo Palacios[2], Francis Loayza Paredes[3], Cristian García García 4
Resumen | Abstract |
El presente proyecto tiene por objeto el diseño y manufactura de un chasis tubular para un vehículo de competición tipo Supercrosscar que garantice la seguridad y confort del conductor. En una primera fase se modela una estructura tubular de acuerdo a reglamentación internacional, para posteriormente realizar el análisis estructural estático mediante cargas de impacto longitudinal, transversal y vertical. Para el modelado se utiliza el software de diseño asistido por computadora SolidWorks y para el análisis estructural se emplea el software de Ingeniería Asistida por Computador ANSYS 14.5. Para la verificación del modelo hace uso del reglamento que establece normas para el análisis del chasis. Culminados los ensayos se determina que los esfuerzos y deformaciones máximas de la estructura no superan los límites del material, por lo que se valida la estructura para su construcción. Palabras Clave: Análisis estructural, chasis tubular, diseño, elementos finitos, manufactura, supercrosscar. | Redactar aquí el resumen en inglés con las mismas especificaciones del formato descrito en resumen. ……………. Keywords: Structural analysis, tubular chassis, design, finite element, manufacture, supercrosscar. |
Introducción
El chasis es uno de los elementos más importantes del vehículo ya que es el encargado de alojar a los diferentes sistemas del automotor, así como de proteger a los ocupantes frente a una colisión. Es por esto, que el diseño debe ser lo más seguro para responder positivamente ante un posible impacto.
Un supercrosscar es un vehículo que usa un motor central de motocicleta y la carrocería puede ser tanto de chapa metálica como de fibra de vidrio o de carbono. [a]En ambos casos el chasis tubular debe brindar los parámetros necesarios para que la estructura sea confiable para el piloto, esto se consigue de acuerdo a normas internacionales de la F.I.A. (Federación Internacional de Automovilismo) y de la R.F.E.d.A. (Real Federación Española de Automovilismo). [b]
Reglamentación
La R.F.E.d.A. establece un conjunto de leyes o normas necesarias para el diseño y construcción de un vehículo tipo supercrosscar. Algunos términos y recomendaciones se presentan brevemente a continuación: [1]
Batalla.- La batalla máxima deberá ser de 2000 mm.
Longitud.- La longitud máxima del vehículo no podrá sobrepasar los 4000 mm.
Anchura.- La anchura exterior máxima de la carrocería del vehículo no podrá sobrepasar los 1750 mm.
Peso.- En condiciones de carrera sin piloto, la normativa establece los siguientes datos definidos en la Tabla 1.
Tabla 1. Cilindrada / peso del vehículo. [1]
Cilindrada (cm3) | Máximo peso (Kg) Para vehículos con 1 motor |
Hasta 1000 | 450 |
De 1001 a 1500 | 520 |
De 1501 a 2000 | 580 |
Estructura de seguridad
- Material y consideraciones
El material de los tubos debe ser:
- Acero al carbono no aleado estirado en frio y sin soldadura,
- Con un contenido máximo de 0,3% de carbono,
- De una resistencia mínima a la tracción de 350 N/mm2
Al seleccionar el acero, debe prestarse atención a la obtención de buenas propiedades de elongación y adecuadas características de soldabilidad.
- Dimensiones del tubo
En la Tabla 2, se muestran los datos que se utilizan para el diseño de la estructura de seguridad o jaula antivuelco.
Tabla 2. Dimensiones del tubo para la jaula antivuelco.[c] [1]
Dimensiones mínimas (mm) | Utilización | |
Preferiblemente 45 x 2.5 o en su defecto 50 x 2.0 | Arco principal, arco lateral y su conexión trasera según la construcción | [pic 1] |
38 x 2.5 o 40 x 2.0 | Otras partes de la estructura. | [pic 2] |
Ensayos establecidos por el reglamento
El reglamento técnico y de homologación de la R.F.E.d.A, expone que para verificar la estructura, se deberán realizar los análisis de acuerdo a las siguientes solicitaciones:
a). Resistir dos veces el peso del vehículo lateralmente.
b). Resistir seis veces el peso del vehículo longitudinalmente en ambos sentidos.
c). Resistir ocho veces el peso del vehículo verticalmente.
3. Diseño del chasis tubular
3.1 Parámetros de diseño
El proceso de diseño de un chasis tubular con base en lo determinado en el reglamento, establece ciertas condiciones de seguridad, confiabilidad y confort adecuadas para el piloto. Se debe cambiar varias veces la geometría del prototipo en la etapa de diseño, hasta poder lograr las metas deseadas, por ello es primordial utilizar la ayuda de los diferentes programas CAD y CAE. Todo prototipo destinado para un tipo de competición tiene sus propias características geométricas comunes, es necesario tomar en cuenta estas características como parámetros principales de diseño.
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