ANALISIS DE IMPACTO LATERAL DE CHASIS JAULA DE VEHICULO UNIPERSONAL DE TRES RUEDAS

Documentos relacionados
DISEÑO ESTRUCTURAL Y SISTEMA DE SUSPENSION Y ARTICULACION DE VEHICULO UNIPERSONAL DE TRES RUEDAS, CON MOTORES ELECTRICOS CON TECNOLOGIA BRUSHLESS

Sistema Estructural de Masa Activa

Desarrollo de un nuevo y ligero semirremolque cisterna basculante

ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE POLEA TENSORA DM800x

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGIA Y MECANICA Laboratorio de Instrumentación Industrial Mecánica Laboratorio de Instrumentación Mecatrónica 2

Figura 1. Sistema CRAB. Configuración tipo 1. Figura 2. Sistema CRAB. Configuración tipo 2. Paso celosía.

IBNORCA ANTEPROYECTO DE NORMA BOLIVIANA APNB 732

400 kn. A 1 = 20 cm 2. A 2 = 10 cm kn

CONCLUSIONES 5. CONCLUSIONES.

Medición del módulo de elasticidad de una barra de acero

CAPÍTULO IV: ANÁLISIS ESTRUCTURAL 4.1. Introducción al comportamiento de las estructuras Generalidades Concepto estructural Compo

Guía para oportunidades extraordinarias de Física 2

P 1 = 6 t P 2 = 2 t E = 2000 t/cm 2. Rdos: l = cm. P 1 = 10 t E ac = 2100 t/cm 2 E cu = 1000 t/cm 2 d= 2 cm D= 5 cm L= 10 cm.

SIMULACION Y ANALISIS DE PIEZAS CON SOLIDWORKS Y CATIA V5

ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS. MADRID CURSO 2010/2011 PUENTES I PRACTICA 1

LABORATORIO DE MECÁNICA MOVIMIENTO DE PROYECTILES

2. Un ensayo de tracción lo realizamos con una probeta de 15 mm de diámetro y longitud inicial de 150 mm. Los resultados obtenidos han sido:

CIV302 A y B 5 II-2013 G. Elias Belmonte C. 05/08/ /12/ /07/2013. Tema Objetivo Actividades de Enseñanza Recursos Didácticos

ESTATICA Y RESISTENCIA DE MATERIALES (ING IND) T P Nº 9: TENSION Y DEFORMACION AXIAL SIMPLE

3. ESTRUCTURAS. Se realiza un cálculo lineal de primer orden, admitiéndose localmente plastificaciones de acuerdo a lo indicado en la norma.

Análisis Estructural 1. Práctica 2. Estructura de pórtico para nave industrial

CAPÍTULO 5 PROPUESTA DE REFUERZO

Examen de TEORIA DE MAQUINAS Junio 07 Nombre...

INGENIERÍA DE DISEÑO Y SIMULACIÓN POR COMPUTADORA TEORÍAS DE DISEÑO, MÉTODO DEL ELEMENTO FINITO Y PRÁCTICAS CON CATIA V5 R6 Y ANSYS 16.

Los neumáticos. E.I.I. Valladolid / José A. López p 1

PROBLEMAS DE RESISTENCIA DE MATERIALES MÓDULO 5: FLEXIÓN DE VIGAS CURSO

DILATACIÓN PREGUNTAS PROBLEMAS

PRACTICAS DE LABORATORIO.RESISTENCIA DE MATERIALES. 1/6 ANALISIS DE DEFORMACIONES EN FLEXIÓN SIMPLE

Tema 5 TRACCIÓN-COMPRESIÓN

Obra: Pista de patinaje sobre hielo

Ingeniería Asistida por Computador

Volumen de Sólidos de Revolución

1.- Introducción. 2.- Elementos y disposición utilizada para las determinaciones

ESTÁTICA ESTRUCTURAS ENUNCIADOS EJERCICIOS

Mediante este programa se persigue desarrollar las siguientes habilidades:

Guia N 6 - Primer cuatrimestre de 2007 Sólidos rígidos planos. Energía potencial y mecánica.

INFORME TÉCNICO ESTRUCTURA CUBIERTA LUZ 10 METROS CON AREAS DE SERVICIO INDICE. 1.- ANTECEDENTES y OBJETO NORMATIVA UTILIZADA...

Practica No. 5 CONTROL DE SISTEMAS NO LINEALES POR REALIMENTACION DE ESTADOS

MOMENTO DE INERCIA 1. I OBJETIVO: Determinar el momento de inercia de un cuerpo usando un método dinámico

Examen de TECNOLOGIA DE MAQUINAS Septiembre 99 Nombre...

Figura 1: Ejes de rotación del avión.

Comportamiento frente al fuego de sistemas de forjado colaborante de acero Investigación numérica del método de cálculo simplificado

Diseño e instrumentación de una prensa didáctica para el forjado de plastilina. Expositores: Parte 1, Germán Abate Parte 2, Ariel Vilas

Figura 1.1 Secciones laminadas y armadas (Argüelles, 2005)

Análisis de deformación y dimensionado de un grupo de pilotes

Mecánica de Materiales II: Ensayo a tracción

5.- Desarrollo del modelo Para el modelado de la parte superior del aerogenerador únicamente es necesario trasladar los efectos que producen su

Correlación y fundamentos de utilización del Módulo de Reacción en el Diseño. de Pavimentos Rígidos, en función de los ensayos de CBR, DCP y ensayo

REGLAMENTO DE HOMOLOGACIÓN DE ESTRUCTURAS DE SEGURIDAD ANTE LA R.F.E de A.

Desarrollo y aplicación de un innovado banco de ensayo frente a fatiga de semirremolques

Facultad de Arquitectura. Bases de estática y mecánica de materiales

Índice. TEMA 10. Determinación de los defectos de forma. 1. Concepto de defecto de forma. 2. Tipos de defectos de forma.

CONTENIDO SÓLIDO RÍGIDO I. CINEMÁTICA. Definición de sólido rígido. Cálculo de la posición del centro de masas. Movimiento de rotación y de traslación

RESISTENCIA DE MATERIALES

INTERACCIÓN FLUIDO - ESTRUCTURA EN UN TANQUE CON PAREDES RECTAS. Sánchez Sánchez Héctor 1 y Matías Domínguez Adelaido I. 2

Por métodos experimentales se determina el estado biaxial de tensiones en una pieza de aluminio en las direcciones de los ejes XY, siendo estas:

Examen de TEORIA DE MAQUINAS Diciembre 12 Nombre...

PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD DE BACHILLERATO LOGSE (PLAN 2002) Septiembre MECÁNICA.

f x = 0 f y = 6 kp=cm 3 f z = 17 kp=cm 3

INTRODUCCIÓN A LA AEROELASTICIDAD

ANTIGUO CUSCATLÁN FEBRERO

CLASIFICACION Y TIPOLOGIAS CONSTRUCTIVAS ESTRUCTURALES

Movimiento armónico. Péndulos físico y de torsión.

SEGUNDA EVALUACIÓN DE FÍSICA NIVEL 0B Curso de Nivel Cero - Invierno del 2010

Cambio en la función de los acabados en el automóvil: de embellecedor a revestimiento de seguridad

Elementos de acero. Figura 1. Empalmes

Física General 1 Proyecto PMME - Curso 2007 Instituto de Física Facultad de Ingeniería UdelaR

CAPÍTULO 1. Ecuaciones de Movimiento del Sistema

ESOL ÍNDICE GENERAL. DISEÑO Y CÁLCULO DE UNIONES EN ESTRUCTURAS DE CESOL ACERO

GUIA DE FISICA I JUNIO DE 2012 ELABORADA POR: VIRGINIA VELAZQUEZ TREJO

PROBLEMAS: DINÁMICA_ENERGÍA_1 (Select)

Ficha Técnica. utilizados en este Capítulo deben ser iguales o menores que 8,3 MPa

Verificación del pilote Entrada de datos

MECÁNICA II CURSO 2004/05

Ondas en Barras. Ondas longitudinales en barras

Academia Ingnova ÍNDICE 3. EJEMPLO BÁSICO DE UNA VIGA EN VOLADIZO Introducción...

Realización de la práctica

Elementos Uniaxiales Sometidos a Carga Axial Pura

PROBLEMAS DE ELASTICIDAD Y RESISTENCIA DE MATERIALES GRUPO 4 CURSO

Profesor: Angel Arrieta Jiménez

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL TESIS DE GRADO

Movimiento. Cinemática

METODOS DE ENERGIA Problema #1 Problema #2 PROBLEMA #3


Simulación con Elementos Finitos en SolidWorks

CFGS CONSTRUCCION METALICA MODULO 246 DISEÑO DE CONSTRUCCIONES METALICAS

Modelización Mecánica de Elementos Estructurales

AUTOR: CARLOS ANTONIO ESMERALDAS MENESES. DIRECTOR: ING. FÉLIX J. MANJARRÉS A. MSc.

Figura 1. Vista en corte sujeción tipo 1.

GUÍA DE LABORATORIO ACELERACIÓN DE UN CUERPO EN CAIDA LIBRE

Análisis Modal Experimental De Estructuras

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y MATEMÁTICAS DEPARTAMENTO DE FÍSICA

ANALISIS DE FALLAS ESTRUCTURALES EN UNA LM 148. La Armada de Chile decidió durante el año 2001, y luego de un proceso que se inició en el

Dr. Bernardo Gómez González

3.8. Tutorial Carretilla

Ideas de proyectos para alumnos de Análisis de Estructuras I

TEMA 3. BASES DEL DISEÑO MECÁNICO CON MATERIALES.

UNIDAD 2: ELEMENTOS GEOMÉTRICOS

FEM para Mecánica 3D. Miguel Ángel Otaduy. Animación Avanzada 7 de Marzo de 2014

Evaluacion Estructural para la Ampliacion de Ambientes del ITVC

Transcripción:

Facultad de Ingeniería - UNLP ANALISIS DE IMPACTO LATERAL DE CHASIS JAULA DE VEHICULO UNIPERSONAL DE TRES RUEDAS Menghini, Matías UID GEMA, Departamento de Aeronáutica, Facultad de Ingeniería de La Plata Calle 48 y 116 La Plata. CP 1900. Contacto: matias.menghini@ing.unlp.edu.ar Palabras clave: Vehículo de tres ruedas, Impacto FEM INTRODUCCIÓN Teniendo en cuenta que la seguridad del conductor es el factor más importante desde el punto de vista del diseño, se utilizara el modelado con elementos finitos para estudiar el efecto de Impacto de la estructura primaria, donde va situado el conductor en un vehículo de tres ruedas. Figura 1: Diseño completo de vehículo de tres ruedas DESARROLLO DEL TRABAJO Hipótesis de trabajo. El modelo que se planteara para el análisis de la estructura primaria del vehículo es un modelo tridimensional constituido por bigas de distintas secciones, las cuales conforman la estructura del mismo, el modelo tiene comportamiento no lineal del material, grandes desplazamientos y deformaciones, las condiciones para este problema serán una velocidad inicial y la gravedad, aplicada a toda la estructura, como condición de contacto se estableció que no hay fricción ente la estructura en análisis y el piso, ni entre la estructura y la columna a impactar. Debido a la imposibilidad de realizar una validación del análisis propuesto mediante un ensayo o experiencia, se planteo la construcción, ensayo y simulación dos modelos estructurales constituidos por barras de acero solidas de 6.49 mm de diámetro, los cuales consisten en un modelo de cuatro barras y un modelo de ocho barras, a los cuales se los ensayo y simulo bajo distintas condiciones para evaluar la valides del modelo propuesto para estos casos. Para ambos casos se utilizo los datos obtenidos del material mediante ensayo de tracción de probetas obtenidas del mismo material a utilizar. 88

Segundas Jornadas de Investigación y Transferencia - 2013 Modelos de Barras Los modelos fue construido a partir de barras de acero de distinta longitud y un diámetro de 6.49 mm, las mismas fueron soldadas en los extremos mediante el uso de soldadura MIG, (Figura 2) en dos de los extremos de cada modelo se adicionaron dos bloques de acero de 482.8 gramos para el de cuatro barras y 241.4 gramos para el de seis barras, estos bloques se colocaron para incrementar la masa del modelo en estudio, para permitir la disminución de la altura de impacto. Figura 2: Estructura reticulada de barras con masas El ensayo sobre los modelos construidos, consistió en realizar un impacto de la estructura en estudio arrojándola desde una altura de 2 metros para el modelo de cuatro barras y desde una altura de 1.2 metros para el de ocho barras, contra una sección circular de acero de 134 mm de diámetro. El ensayo de filmo mediante una cámara de alta velocidad a una tasa de 420 FPS, para evaluar el comportamiento durante el impacto Descripción del modelo El modelo utilizado mediante el software Abaqus en un modelo 2D constituido por vigas de una sección circular de 6.49 mm de diámetro, los elementos utilizados son tipo biga lineal B31. El modelo tiene comportamiento no lineal del material, grandes desplazamientos y deformaciones y el contacto entre las partes. Las condiciones de contorno empleadas son la aplicación de dos masas no estructurales, además se aplico la aceleración de la gravedad y una velocidad inicial antes del impacto, que es la velocidad que se obtiene en caída libre desde la altura especificada, a su vez se considero el contacto entre la estructura a impactar y la columna no tiene fricción. A continuación en la figura 3 se muestran los modelos en estudio Figura 3: Modelo de elementos finitos utilizado Departamento de Aeronáutica I 89

Facultad de Ingeniería - UNLP Resultados Debido a que inicialmente se realizo el ensayo de los modelos construidos, se observo para ambos casos que el impacto no se produjo en la zona central de la biga inferior, sino desplazado del centro, a su vez se observo que el mismo no cayó en forma paralela a la horizontal, sino con un determinado ángulo, el cual se midió analizando las fotos obtenidas a alta velocidad. Mediante estas nuevos parámetros se realimento los modelos, realizando las modificaciones necesarias para representar el impacto realizado en la práctica. A continuación en las figura 4 se observa la respuesta de los modelos reales construidos y los modelos analizados, posterior al impacto. Figura 4: Modelo construido y simulación posterior al impacto La evaluación que se realizo a ambos modelos, fue la medición geométrica de la máxima deformación plástica en el punto de impacto, para ello se tomo dos puntos en cada extremo de la barra impactada y se trazo una línea, posteriormente se tomo la distancia perpendicular a dicha línea en el punto de máxima deformación, para el caso del modelo simulado numéricamente, lo que se realizo fue tomar las coordenadas de los nodos en el modelo ya deformado y realizar las medidas. Las medias realizadas a los modelos real (Dr) y la realizada a partir de las coordenadas de los nodos del modelo de elementos finitos (Dm) son: Modelo de cuatro barras Dr: 78.20 mm Dm: 93.10 mm Modelo de ocho barras: Dr: 21.56 mm Dm: 18.98mm De estas medidas se observa una diferencia en las deformaciones plásticas de 14.9 mm, las cuales nos dan un error del 19.05 % para el modelo de cuatro barras y para el 90

Segundas Jornadas de Investigación y Transferencia - 2013 modelo de ocho barras, se observa una diferencia en las deformaciones plásticas de 2.58 mm, las cuales nos dan un error del 11.9 %. Conclusiones En la realización de los ensayos y simulaciones realizadas a ambos modelos se observa que la respuesta de los modelos en estudio es menos acertada cuando las deformaciones plásticas son muy grandes, mientras que para pequeñas deformaciones la respuesta presenta poco error con respecto a la realidad, en cuanto a la respuesta dinámica ante un impacto en ambos casos se observo que los dos modelos planteados representan la realidad con bastante exactitud. En función a los resultados obtenidos en las deformaciones y respuesta, se procedió a realizar el modelado del efecto de impacto lateral de la estructura principal del vehículo de tres ruedas (Figura 5), el cual es el objetivo principal de este trabajo. Figura 5: Modelo de estructura principal de vehículo de tres ruedas Descripción del modelo El modelo utilizado es un modelo 3D constituido por vigas de distinta sección, todo el conjunto de vigas está conformado por 939 nodos y 963 elementos tipo viga lineal B31. Las condiciones de contorno empleadas son la aplicación de la fuerza de gravedad en toda la estructura y una velocidad inicial antes del impacto contra una columna de 300 mm de diámetro, la cual se simulo en conjunto con el piso como un rígido analítico A continuación se presenta en figura 6 el modelo utilizado. Figura 6: Modelo utilizado Departamento de Aeronáutica I 91

Facultad de Ingeniería - UNLP Resultados Debido a que se desconocía la actitud de la estructura en estudio ante un impacto lateral, se realizo la simulación del impacto a tres velocidades distintas, las cuales son 20, 25 y 30 Km/h. A continuación en las figura 7 se observa la respuesta del modelo para las tres velocidades. Modelo con velocidad de impacto de 20 Km/h Modelo con velocidad de impacto de 25 Km/h Modelo con velocidad de impacto de 30 Km/h Figura 7: Visualización tensiones principales y de deformación plástica para las tres velocidades Las mediciones que se realizaron para las tres velocidades consistió en medir las deformaciones plásticas transversales en la parte inferior (Di) y superior (Ds) de impacto de la estructura con la columna para determinar que en ambos puntos no se produzcan deformaciones plásticas transversales superiores a 50 mm, las mismas se las realizo tomando coordenadas de los nodos en el modelo ya deformado y realizar 92

Segundas Jornadas de Investigación y Transferencia - 2013 los cálculos correspondientes para la obtención de la deformación plástica transversal. A continuación en figura 8 se muestran los puntos definidos anteriormente. Ds Di Figura 8: Puntos donde se midió la deformación plástica transversal al eje del vehículo Tabla 2 Resultados de Deformación Plástica Transversal en Puntos Críticos de la Estructura Deformación Plástica (mm) Velocidad (Km/h) Punto Inferior (Di) Punto Superior (Ds) 20 10,10 55,44 25 17,95 79,70 30 26,63 123,45 Conclusiones De los resultados obtenidos se observa que las deformaciones más importantes se dan el parte superior de la estructura, estas son debidas a la escasa rigidez trasversal de la parte superior, la cual a una velocidad de impacto lateral de 20 Km/h no supera los 60 mm preestablecidos como deformación máxima admisible, por su parte en la parte inferior donde la estructura impacta con la columna, para las tres velocidades estudiadas se ve que las deformaciones se encuentran por debajo de la máxima admisible. Con respecto a la respuesta a dinámica del modelo empleado, se observo cómo se había supuesto que la estructura impactara en primera instancia en la parte inferior, comienza a rotar en el eje longitudinal y vertical e impacta en la parte superior, con lo cual el modelo responde según lo esperado. Como conclusión del problema planteado, la estructura en estudio, impactando lateralmente contra una columna a una velocidad lateral mayor a 20 Km/h no sería capaz de contener lateralmente las deformaciones dentro del rango estipulado como apto en la parte superior, mientras que en la parte inferior se encuentra dentro del rango de aceptación. Referencias Abaqus/CAE user s manual y Abaqus theory manual (versin 6.7), año 2007 << Volver al Indice Departamento de Aeronáutica I 93