ANÁLISIS Y OPTIMIZACIÓN DE UNA ESTRUCTURA DE UN AUTOBUS SUBURBANO

Documentos relacionados
Análisis Estructural de un Chasis de un Vagón del Metro

ANÁLISIS Y OPTIMIZACIÓN DE LA GEOMETRÍA DE UN INYECTOR DE PLÁSTICO. Simulación. Conferencia. I Conferencia Nacional de Usuarios de ANSYS.

UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO FIMEE

Desarrollo de un nuevo y ligero semirremolque cisterna basculante

DEFORMACIÓN DE TUBERÍAS DE ACERO BAJO PRESIÓN INTERNA Y COMPRESIÓN SUJETAS A LA ACCIÓN DEL SISMO

Principios de diseño de paneles sándwich.

El Método de los Elementos Finitos de la Teoría a la Práctica

HXA/P. Motores. Cubriendo un margen de caudales desde 3 3

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

ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE POLEA TENSORA DM800x

Análisis Termo-Estructural para Sistema de Seguridad Fundición Caletones Codelco. Esss Chile Codelco, división El Teniente.

EVALUACION RESISTENCIAL DE HORQUILLAS DE BICICLETAS DE USO PUBLICO MEDIANTE TÉCNICAS EXPERIMENTALES Y DE SIMULACIÓN COMPUTACIONAL

Ejercicios y Problemas de Fatiga

EXTRACTORES AXIALES DE ALTA EFICIENCIA

confirman que existe la necesidad de estudiar la seguridad en los vehículos de transporte

ESTÁTICA ESTRUCTURAL ELEMENTOS MECÁNICOS EN ESTRUCTURAS FORMADAS POR BARRAS RECTAS

Estimación Rápida de Desplazamientos Laterales Producidos por Sismo

Tema I. Modelado Estructural

Análisis Estructural del Fuselaje y Bancada por MEF del UAV Tonatiuh

ACCIÓN DEL VIENTO EN LA ESTABILIDAD

Dinamica Curso de Verano 2005 Cinetica: Trabajo y Energia Mecanica

Cálculo de la resistencia al viento por el estudio elementos finitos para: Seguidor solar Giramax

TÍTULO: DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DEL BASTIDOR Y CARROCERÍA DE UNA LIMUSINA ESCARABAJO

Diseño de soportes de material compuesto, para trenes de aterrizaje; un estudio basado en la relación rigidez peso. Resumen

Tipo de bastidor F700 F800 F950 F957 F958 Anchura de bastidor y tolerancia (mm) 9,5 R11 R11

Escuela Politécnica del Ejército Extensión Latacunga

Seguridad Estructural (64.17)

1. CONFIGURACIÓN DE SOLID WORKS SIMULATION

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

REDUCCIÓN DE VIBRACIONES

CURSO de MODELADO ESTRUCTURAL de PUENTES Salvador Monleón Cremades

CAPITULO VII COMPARACIÓN ENTRE RESULTADOS EXPERIMENTALES Y TEÓRICOS

Examen de TECNOLOGIA DE MAQUINAS Septiembre 99 Nombre...

ANALISIS DINÁMICOS CON ANSYS WORKBENCH

REPASO DE UNIDAD II. ANÁLISIS DE ESFUERZOS POR ELEMENTOS FINITOS CON SOLIDWORKS Ingeniería Asistida por Computador. Módulo I

ANALISIS MODAL Y DINAMICO DE LA MEMBRANA TIMPANICA DEL OÍDO HUMANO

EXTRACTORES AXIALES DE ALTA EFICIENCIA

Sabiendo que las constantes del material son E = Kg/cm 2 y ν = 0.3, se pide:

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CHASIS PARA VEHÍCULO TIPO FORMULA SAE

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

Anexo A: Modelación de vigas en PERFORM 3D. Figura A.1: Geometría de la viga VT-06-A.

COMPORTAMIENTO SÍSMICO DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO UBICADOS EN ZONAS SÍSMICAS

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

Análisis por Elementos Finitos de Tanques de Almacenamiento

Trabajo Práctico n 2. Robotización de un Puente Grúa. Presentación. Restricciones. Curso 2011

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

Mena Guevara José Gabriel Latacunga, 2014

MODELADO NUMÉRICO DE EQUIPOS MECÁNICOS EN REFINERÍAS

Camiones de basura. Información general sobre camiones de basura. Diseño PGRT

Diseño Práctico de Estructuras Prefabricadas 21 agosto DIAFRAGMA RIGIDO Ing. Juan Juárez

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ

CALCULO DE VIDA REMANENTE EN TUBOS DE PARED DE AGUA DE GENERADORES DE VAPOR

TEMA I.4. Descripción Matemática de una Onda. Dr. Juan Pablo Torres-Papaqui

ANÁLISIS DE LA ESTRUCTURA DE LA TORRE DE UN GENERADOR EÓLICO. E

APLICACIÓN DE TÉCNICAS MEF EN LA OPTIMIZACIÓN DE REMOLQUES BASCULANTES DEDICADOS A LA CARGA Y TRANSPORTE DE CHATARRA

Técnica de chasis AL-KO

Trabajo Práctico 2 SISTEMAS DE 2 GRADOS DE LIBERTAD PRIMERA PARTE: APLICACIÓN DE LAS ECUACIONES DE LAGRANGE

FICHA TECNICA DE ARCHIVOS RODANTES

UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO

DEFINICIONES.

INGENIERÍA AUTOMOTRIZ

FRECUENCIAS NATURALES DE LA PALA DE UN

ANÁLISIS AERODINÁMICO Y ESTRUCTURAL DE UNA AERONAVE UAV TLÁLOC II EN MATERIALES COMPUESTOS

VII CONGRESO BOLIVARIANO DE INGENIERIA MECANICA Cusco, 23 al 25 de Octubre del 2012

escaleras profesionales de alto rendimiento

a) La deformación de fluencia y las relaciones esfuerzo deformación en el rango elástico e inelástico.

VALIDACIÓN DEL COEFICIENTE DE FRICCIÓN DINÁMICA MEDIANTE TRES PROCEDIMIENTOS PARA MATERIALES DE USO COMÚN EN INGENIERÍA

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

NUEVAS VAGONETAS PARA TRANSPORTE DE PLANCHONES

Diagnostico, rehabilitación y equipamientos de pozos de Agua

DISEÑO DE SISTEMA DE SUSPENSIÓN TRASERA: ALTERNATIVA UNI-TRACK

DISEÑO Y CÁLCULO DE UNA ATRACCIÓN MECÁNICA ANEJO II: CÁLCULO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES

Análisis Modal Experimental De Estructuras

Proyecto de diseño de un avión contra incendios

Fundamentos Físicos de la Ingeniería Examen septiembre / 3 septiembre 2012

Madera Diseño flexocompresión ( usando NDS-05 )

CÁTEDRA DE FÍSICA I OSCILACIONES - PROBLEMAS RESUELTOS

grupobanderalia MASTIL DE FIBRA DE VIDRIO Pag. 1 MASTIL DE ALUMINIO Pag. 2 MASTIL DE ACERO Pag.

CATALOGO GENERAL TABLESTACA DE PRIMERA CALIDAD TABLESTACA CERTIFICADA SECCIONES Z, U, OZ, HZ LA MEJOR OPCION EN EL MERCADO

CHAPA CURVADA HT-30 / HT-40

SIMULACIÓN DE ENSAYO DE CAÍDA DE CONTENEDOR DISEÑADO PARA TRANSPORTAR SUSTANCIAS FÍSILES

Camiones cisterna para transporte a granel. Información general sobre camiones cisterna para transporte a granel. Diseño

COMPETENCIA NUMERO 1: UNIDAD DE NIVELACIÓN

CV Diseño de elementos de acero Ing. Carlos Enrique Nungaray Pérez

1 Introducción Aplicación Barcos/Alta mar Aplicaciones Estructurales La importancia y alcance del trabajo...

Análisis de estabilidad en puentes largos tipo Pony

TEMA: DISEÑO, SIMULACIÓN, OPTIMIZACIÓN Y CONSTRUCCIÓN DE UNA CARROCERÍA DE UN VEHÍCULO TIPO FORMULA SAE

CURSOS DE CAPACITACION ETABS ANALISIS Y DISEÑO DE EDIFICACIONES

CADENAS Web:

Física 2do de Media Proyecto # 1 Enero La Física

INTRODUCCIÓN A LA AEROELASTICIDAD

MÁQUINAS DE ENSAYO SERVOHIDRÁULICAS SERIE EFH

Análisis Dinámico de un Escurridor Vibrante Mediante Simulación por Elementos Finitos

ESTUDIO DE ACEROS MICROALEADOS DE ALTA RESISTENCIA PARA SU EMPLEO EN SEMIREMOLQUES

Análisis, Diseño y Detallado de Edificaciones Sismo Resistentes ING. JESÚS MENDOZA

INFORME DE CÁLCULO ESTRUCTURAL m. de luz

CONCEPTOS BÁSICOS DE VIBRACIÓN Parte I. José Antonio González Moreno Febrero del 2013

PROCEDIMIENTO ICE PARA PRUEBAS DE CARGA DE TORRES DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN

REQUISITOS PARA EL DISEÑO SÍSMICO DE ESTRUCTURAS CON SISTEMAS PASIVOS DE DISIPACIÓN DE ENERGÍA (Norma Borrador, elaborada por ACHISINA)

RESEÑA DEL CURSO: NUEVOS CRITERIOS DE DISEÑO MANUAL DE LA COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD DISEÑO POR SISMO - VERSIÓN 2015

Transcripción:

ANÁLISIS Y OPTIMIZACIÓN DE UNA ESTRUCTURA DE UN AUTOBUS SUBURBANO Dr. José Carlos Miranda ITESM Campus Toluca Alumnos de la carrera de IMA ITESM Campus Toluca Alumnos de la carrera de Ing. Mecánica INSA Toulouse, Francia

La mayor parte del transporte público en el área metropolitana de Toluca se realiza a través de autobuses tipo suburbano. Antecedentes En su mayoría los autobuses están diseñados para transportar 70 pasajeros.

Antecedentes Alumnos de la carrera de Ingeniero Mecánico Administrador tuvieron la inquietud de analizar una estructura para verificar su diseño. Una empresa de la localidad dio acceso a una estructura para su análisis.

Objetivo Analizar y optimizar con base en el peso total, una estructura típica de un autobus suburbano de 70 pasajeros montada sobre largueros de 8 metros. Aplicar los conocimientos adquiridos sobre el Método de Elementos Finitos en un problema real.

Metodología Para el análisis de la estructura se consideraron 5 casos de carga: Cargas vivas y muertas Aerodinámica Curva Análisis armónico de cargas en camino Análisis de impacto con carga estática equivalente.

Material y secciones Acero estructural con un E=210 GPa, ν=0,27 y esfuerzo de cedencia de 200 MPa. En el diseño original, 4 diferentes PTR son utilizados en la fabricación de la estructura: 1 x 1 in. 1 x 1½ in. 3 x 3 in. 3 x 1½ in.

Suposiciones Materiales homogéneos. Uniones perfectas. Simplificaciones básicas de geometría. Cargas simplificadas. No se incluyen ni fatiga ni corrosión. Se eliminó el efecto de cascarón.

Modelo La estructura se modeló utilizando elementos BEAM4. Se utilizó un tamaño de malla correspondiente a elementos con 9 cm de longitud. En todos los análisis se considero la carga debido a la gravedad.

Diseño propuesto Se propuso utilizar un solo tipo de PTR de 1.5 x 1.5 in con las mismas propiedades de material. Se optimizó empíricamente la topología de la estructura. Se obtuvo una reducción de 17% en el peso de la estructura.

Diseño original y propuesto Diseño original Diseño propuesto

Diseño original y propuesto Diseño original Diseño propuesto

Cargas vivas y muertas 70 pasajeros pesando 70 kg promedio y llevando un promedio de 15 kg de equipaje*. Carga total = 5 950 kg distribuidos uniformemente sobre el piso. *Manual de normas para transporte público del Distrito Federal.

Vivas y muertas: original Máximo desplazamiento: 0,43 [cm] Máximo esfuerzo de von Mises: 9 219 [N/cm 2 ]

Vivas y muertas: propuesto Máximo desplazamiento: 0,41 [cm] Máximo esfuerzo de von Mises: 7 416 [N/cm 2 ]

Cargas en curva Revisar la respuesta de la estructura ante una curva (r=15m) que se recorre a una velocidad de 60km/h*. La carga se distribuyó sobre un área relativamente pequeña alrededor del centro de gravedad. F = mv 2 r *Pottinger, M.G. et al. Truck tire force and moment in cornering Braking Driving on Ice, snow and dry surfaces. SAE paper 2000-01-3431

Cargas en curva: original Máximo desplazamiento: 3,24 [cm] Máximo esfuerzo de von Mises: 26 469 [N/cm 2 ]

Cargas en curva: propuesto Máximo desplazamiento: 3,26 [cm] Máximo esfuerzo de von Mises: 26 628 [N/cm 2 ]

Cargas en el camino Análisis armónico aplicando un desplazamiento senoidal de 2,54 cm en las dos configuraciones que se muestran. sin (ω t -180 ) sin (ω t -180 ) sin (ω t ) sin (ω t ) Configuración normal Se analizó la respuesta de la estructura en el rango de 0 a 10 Hz*. sin (ω t ) sin (ω t -180 ) sin (ω t -180 ) sin (ω t ) Configuración cruzada *Casanova, R. Diseño de una estructura tipo C para un autobus urbano. Tesis M.C. ITESM MTY, 1996

Cargas en el camino: modelo La suspensión fue modelada utilizando elementos COMBIN14. Las constantes especificadas fueron: Rigidez trasera (N/cm) 3 150 Rigidez delantera (N/cm) 1 576 Coef. de amortiguamiento (Ns/cm) 200

Cargas en el camino: 2 propuesto 1.5 Desplazamiento [mm] 1 0.5 0-0.5-1 -1.5-2 Ux Uy Uz -2.5 0 2 4 6 8 10 12 Frecuencia [Hz] Respuesta a la frecuencia en el efecto cruzado. El esfuerzo máximo fue de 76 MPa.

Conclusiones Con base en los análisis realizados, la estructura actual está sobrediseñada. Se propuso un nuevo diseño basado solamente en un tipo de miembro estructural. Con la modificación de la topología se logró reducir el peso de la estructura en un 17%.

Trabajo a futuro Realizar una modelación más detallada de la estructura, tomando en cuenta la interacción con los largueros. Desarrollar una metodología para optimizar la topología. Automatizar la optimización de la topología.

Alumnos participantes Por el ITESM Toluca: R. Morales, E. Trujillo, E. Verduzco, G. Moya, M. Gil. Por INSA Toulouse: S. Groc, B. Hugues, R. Stéphane, O. Guillaume.