7. HIPÓTESIS DE CARGA

Transcripción

1 7. HIPÓTESIS DE CARGA En la máquina de ensayo se van a medir las siguientes fuerzas: Momento Z global My local medido Angulo de inclinación Fl=Fuerza lateral Mz local medido Desviación fuerza lateral Desviación fuerza normal Debida al camino curvo Fuerza normal M generado por la fuerza lateral Fuerza longitudinal de rodadura Revisión 0 Pág. 42/104

2 Para estimar estas las fuerzas que aparecen durante el ensayo se tienen datos experimentales de distintos neumáticos realizados con una máquina rotativa diseñada y creada en el Departamento de Ingeniería Mecánica en la Universidad de Padua. Estos neumáticos ensayados son los típicos que tienen los scooters. Como ejemplo se tienen las siguientes gráficas NEUMÁTICO DELANTERO Fz Presión Fuerza lateral normalizada= Fl/Fz Ángulo Inclin.. Ángulo de deriva Se ha ensayado un neumático típico delantero de una motocicleta el cual va a tomar unos valores amplios del ángulo de inclinación y también del ángulo de deriva. En el eje de abscisa se ha representado el ángulo de deriva y en el de coordenadas la fuerza lateral normalizada, que no es más que dividir la fuerza lateral entre la fuerza normal en el neumático, Fz. Se puede comprobar que Revisión 0 Pág. 43/104

3 para ángulos altos de la inclinación, la fuerza lateral normalizada aumenta y lo mismo ocurre si mantenemos constante el ángulo de inclinación y vamos incrementado el ángulo de deriva. Con neumáticos más anchos ocurre exactamente los mismo como se puede comprobar con la siguiente gráfica: NEUMÁTICO TRASERO Fz Presión Fuerza lateral normalizada= Fl/Fz Áng. Der... Ángulo de inclinación En la conducción de una motocicleta la rueda delantera va a estar sometida a altos ángulos de deriva e inclinación, sin embargo la rueda trasera solo estará sometida a altos ángulos de inclinación y pequeños de deriva. Por otro lado a velocidades bajas, la dirección de las motos funciona a base de girar la rueda delantera hacia el lado que se quiere tomar la curva. La moto sigue prácticamente vertical, el ángulo de inclinación es mínimo. Revisión 0 Pág. 44/104

4 Sin embargo a velocidades altas ocurre los contrario al tomar una curva tenemos un ángulo de inclinación elevado y el de deriva es pequeño. Para el cálculo de los elementos de la máquina de ensayo podemos tomar una fuerza normalizada lateral bastante conservadora de 1.6. Por otro lado el peso de una scooters suele variar entre los 80 kg y 170 kg la más pesada. Si al peso de la scooter se le suma el peso de una persona estimada en 100 kg, la suma total es de 270 kg. El peso de la moto no es igual en el neumático delantero que en el trasero. Normalmente sobre el neumático delantero suele recaer el 45% del peso total. Por lo tanto aunque al neumático trasero soporte más carga, su ángulo de deriva va a ser muy inferior al delantero cuando el ángulo de inclinación sea elevado. Luego se toma como peso máximo: 270x0.45x1.2= kg Donde 1.2 es un coeficiente de seguridad. Para estimar el momento producido en la dirección de la motocicleta, se han vuelto a utilizar datos experimentales: Ángulo de inclinación NEUMATICO Momento en Z Ángulo de deriva Revisión 0 Pág. 45/104

5 Si se toma como referencia un momento máximo de 30 Nm, y le aplicamos un coeficiente de 1.2 : 30 Nmx1,33 = 40 Nm Luego ya se tiene el estado de carga pésima de la máquina durante el ensayo del neumático. También se ha definido como anteriormente se ha mencionado un coeficiente general de mayoración de cargas cifrado en el valor 1,2, consistiendo el proceso de cálculo en la comprobación de que en ningún caso se alcanza una tensión de trabajo superior al 50% del límite elástico de los materiales empleados. Revisión 0 Pág. 46/104