240AU017 - Dinámica del Automóvil

Transcripción

1 Unidad responsable: Unidad que imparte: Curso: Titulación: Créditos ECTS: ETSEIB - Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona EM - Departamento de Ingeniería Mecánica MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA DE AUTOMOCIÓN (Plan 2012). (Unidad docente Obligatoria) 6 Idiomas docencia: Castellano Profesorado Responsable: ANA BARJAU CONDOMINES Horario de atención Horario: Lunes y miércoles, 17:00-18:00 Capacidades previas Conocimiento de la cinemática y la dinámica (formulación vectorial) de sólido rígido. Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura Específicas: 1. Aplicar conocimientos de matemáticas, física y tecnologías obtenidos mediante estudio, experiencia y práctica, con razonamiento crítico para establecer soluciones viables económicamente a problemas técnicos en el sector de la Automoción 2. Realizar, presentar y defender un ejercicio original realizado individualmente ante un tribunal universitario, consistente en un proyecto integral de Ingeniería de Automoción de naturaleza profesional en el que se sinteticen las competencias adquiridas en las enseñanzas Genéricas: 3. Capacidad para aplicar conocimientos adecuados de aspectos matemáticos, analíticos, científicos, instrumentales, tecnológicos y de gestión, en la resolución de los problemas propios del sector de la automoción 4. Desarrollar las habilidades del aprendizaje autónomo para mantener y mejorar las competencias propias de la Ingeniería de Automoción, que permitan el desarrollo continuo de la profesión Transversales: 5. TRABAJO EN EQUIPO: Ser capaz de trabajar como miembro de un equipo interdisciplinar, ya sea como un miembro más o realizando tareas de dirección, con la finalidad de contribuir a desarrollar proyectos con pragmatismo y sentido de la responsabilidad, asumiendo compromisos teniendo en cuenta los recursos disponibles. 6. USO SOLVENTE DE LOS RECURSOS DE INFORMACIÓN: Gestionar la adquisición, la estructuración, el análisis y la visualización de datos e información en el ámbito de especialidad, y valorar de forma crítica los resultados de dicha gestión. Metodologías docentes Clases magistrales. Sesiones pràcticas onligatorias de reslución e implementación de problemas en el aula informática en grupos de dos personas. Objetivos de aprendizaje de la asignatura 1 / 6

2 Objetivos generales: Analizar las características cinemáticas y dinámicas de vehículos con sistema de dirección único. Describir con precisión la cinemática conjunta de chasis y ruedas de un vehículo con sistema de dirección único. Aplicar de forma rigurosa las leyes y teoremas de la dinámica de sólido rígido al caso de vehículos en movimiento (tanto en régimen estacionario como en régimen transitorio). Analizar la respuesta de vehículos a cambios en los parámetros asociados al control. Horas totales de dedicación del estudiantado Dedicación total: 150h Grupo grande/teoría: 0h 0.00% Grupo mediano/prácticas: 36h 24.00% Grupo pequeño/laboratorio: 18h 12.00% Actividades dirigidas: 0h 0.00% Aprendizaje autónomo: 96h 64.00% 2 / 6

3 Contenidos 1. Cinemática de vehículos Movimiento general del chasis respecto al suelo, movimiento general de una roda directriz respecto al chasis. Convenios de ejes. Modelos de 2 y 3 Grados de Libertad, Cinemática del vehículo sin suspensión: Con dos ruedas directrices; inestabilidad de la marcha hacia atrás. Con cuatro ruedas directrices. Con ruedas omnidireccionales. Sin ruedas directrices y con chasis articulado. Con remolque. Aprender a deducir la cinemática del chasis a partir del tipo de rueda del vehículo; determinar la matriz jacobiana. 2. Dinámica de ruedas convencionales Ecuaciones fundamentales de la dinámica: 2a ley de Newton, Teorema de la Cantidad de Movimiento, Teorema del Momento Cinético. Fuerzas de interacción rueda-suelo: Caso ideal: contacto puntual. Caso real: torsor del contacto multipuntual, modelo lineal. Dinámica de ruedas sin/con inercia, motrices/no motrices. Clases interactivas, resolución de problemas. Entender el origen de las fuerzas y momentos que se transmiten al chasis. 3 / 6

4 3. Determinación experimental de los parámetros dinámicos del vehículo Dedicación: 10h Grupo grande/teoría: 2h Grupo mediano/prácticas: 2h Aprendizaje autónomo: 6h Masa, posición del centro de inercia G, tensor de inercia en G. Medida estática: masa y posición de G. Medida dinámica: tensor de inercia del chasis en G; tensor de inercia de una rueda respecto a su centro C. Clases interactivas, resolución de problemas. Aprender a diseñar experimentos para determinar las características inerciales de los vehículos. 4. Dinámica del vehículo sin suspensión: movimiento longitudinal Método de las Potencias Virtuales. Movimiento de frenada y de aceleración en terreno llano. Movimeinto en carretera cóncava y convexa. Estudiar los aspectos más relevantes de la dinámica longitudinal en función de la tracción (delantera, trasera, cuatro ruedas). 4 / 6

5 5. Dinámica del vehículo sin suspensión: movimiento en curva Ecuaciones del movimiento del vehículo en curva. Aproximación lineal. Régimen estacionario (celeridad, ángulo de dirección y rotación constantes): subviraje y sobreviraje. Régimen transitorio: velocidad crítica y estabilidad. Estudiar el movimiento en curva de un vehículo y analizar la sensibilidad a los parámetros que intervienen. 6. Dinámica del vehículo sin suspensión: efecto de perturbaciones laterales, respuestas temporales y frecuenciales Dedicación: 30h Grupo grande/teoría: 6h Grupo mediano/prácticas: 6h Aprendizaje autónomo: 18h Respuesta a fuerzas de perturbación laterales: punto neutro de dirección y margen estático. Respuestas transitorias a excitaciones impulsionales de las variables de control (ángulo de dirección y velocidad longitudinal). Respuestas estacionarias a excitaciones sinusoidales de las variables de control (ángulo de dirección y velocidad longitudinal). Analizar el efecto de diversas entradas (fuerzas y control) sobre el movimiento del vehículo. Sistema de calificación NEP = Nota examen parcial NEF = Nota examen final NL = Nota de las entregasntm1 = Nota del trabajo monográfico 1 NTM2 = Nota del trabajo monográfico 2 Nota final = 0,2 NP + 0,1 NL + 0,2 NTM1 + 0,2 NTM2 + 0,3 NF 5 / 6

6 Normas de realización de las actividades Los exámenes constarán en general de una parte teórica y de una parte práctica. Se permitirá el uso de un formulario oficial. Los ejercicios para entregar corresponderán a breves informes de las prácticas que habrá que enviar a través del campus digital. Habrá un mínimo de 3 y se realizarán en pareja. Los trabajos monográficos constituirán un rersumen de todo lo que se habrá aprendido durante el curso. Uno de ellos (TM1) consistirá en el estudio de un movimiento, bajo distintas condiciones, de un vehículo real (cuyos parámetros dinámicos habrá que buscar en la literatura). Cada grupo deberá trabajar sobre un vehíclo distinto i definirá las condiciones del estudio. La propuesta será analizada por el profesorado y, eventualmente, modificada bajo sus indicaciones. El otro trabajo (TM2) estará relacionado con los requisitos de diseño de distintos tipos de vehíoulos, y será propuesto directamente por el profesorado. No habrá que entregar informes escritos pero habrá que hacer una exposición oral de 15 minutos para cada trabajo. Bibliografía Básica: Abe, Masato. Vehicle handling dynamics : theory and application [en línea]. Amsterdam: Elsevier Ltd, 2009 [Consulta: 11/12/2013]. Disponible a: < ISBN Gillespie, T. D. Fundamentals of Vehicle Dynamics. 4th ed. Warrendale, PA: SAE, ISBN Jazar, Reza N. Vehicle Dynamics. Theory and Application. New York: Springer, ISBN Genta, Giancarlo. Motor Vehicle Dynamics : Modeling and Simulation.. Singapore: World Scientific, ISBN Otros recursos: Diapositivas de las clases teóricas y enunciados de problemas y cuestiones (Campus Digital). 6 / 6