Estudio de componentes para vehículos mediante simulación computacional

En este libro se presenta alguno de los trabajos desarrollados en el proyecto de investigación “Diseño virtual eléctrico utilitario empleando herramientas computacionales CAD, CAE”. Los estudios corresponden al proceso de validación inicial, posterior a la primera fase en el diseño de detalle.

En este trabajo se muestra del estudio continuo en el área de le mecánica computacional aplicado a un vehículo utilitario de transporte terrestre, en el cual se estudian diferentes sistemas y componentes mecánicos, donde se combinan principios matemáticos, resultados de pruebas experimentales y una considerable revisión bibliográfica en cada etapa.

Inicialmente se realizan los estudios sobre los ensayos mecánicos a tracción y flexión para la determinación de las propiedades mecánicas de los materiales. Posteriormente se realiza la comprobación estructural de bastidor tipo escalera, la mangueta del sistema de dirección y la suspensión tipo ballesta diseñadas y seleccionadas para el vehículo. Por último, se realiza el estudio aerodinámico del vehículo por medio de dinámica de fluidos computacional en donde se analiza la aerodinámica teniendo en cuenta el comportamiento del flujo, la fuerza y la influencia de elementos aerodinámicos sobre el vehículo.  

CONTENIDO

Introducción

1. ENSAYOS MECÁNICOS

1. Análisis en dinámica explicativa de un ensayo de tracción de un acero AISI SAE 1045 estirando en frio bajo varios modelos constitutivos
    

• Procedimiento
   
• Ecuaciones constitutivas
   
• Modelo de falla
   
• Modelos zona elástica
   
• Procedimiento experimental del ensayo a tracción
   
• Constantes empleadas en los modelos
   
• Condiciones de frontera
   
• Resultados de los modelos simulados
   
• Resultados y discusión

2. Análisis mediante simulación computacional del ensayo de flexi n en tres puntos de perfiles de sección cerrada
    

• Introducción
   
• Métodos y modelo
   
• Material
   
• Mallado
   
• Contactos
   
• Desplazamiento del punzón
   
• Resultados
   
• Análisis de los perfiles en C
   
• Conclusiones

3. Referencias

2. SISTEMAS DEL VEHÍCULO

1. Bastidor
    

• Casos de carga
   
• Material
   
• Límites de frontera del estudio
   
• Mallado
   
• Distribución de masas
   
• Análisis estructural del bastidor soldado
   
• Análisis estructural del bastidor remachado
   
• Conclusiones

2. Sistema de dirección
    

• Materiales
   
• Estudio asistido por computadora
   
• Mallado
   
• Resultado del estudio computacional
   
• Conclusiones

      3. Suspensión

• Resortes de ballesta
   
• Parámetros característicos de los resortes laminados
   
• Calculo de parámetros característicos de la ballesta para el vehículo eléctrico utilitario
   
• Materiales
   
• Estudio asistido por computadora
   
• Mallado
   
• Resultados
   
• Conclusiones

4. Referencias

3. ANÁLISIS AERODINÁMICO

1. Generalidades del análisis aerodinámico
    
2. Dinámicas de fluidos computacionales (CFD)
    
3. Metodología
    
4. Modelado en CFD
    

• Geometría
   
• Volumen de Control
   
• Mallado
   
• Condiciones de frontera
   
• Solver y Modelo de turbulencia

5. Resultados sin elementos aerodinámicos
    
6. Elementos aerodinámicos
    

• Geometría con elementos aerodinámicos

7. Resultados con deflector
    
8. Resultados con ángulo de inclinación en el tráiler
    
9. Resultados con deflector de 25° y ángulo trasero de 10°
    
10. Resultados del vehículo a la velocidad máxima
     
11. Análisis de resultados
     
12. Conclusiones
     
13. Referencias