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SEGUNDO AVANCE PROBLEMA DE DISEÑO
SEBASTIAN GUAQUETA – 20151375404
NELSON CARDOZO – 20151375020
WENSESLAO MOYA – 20151375406
JAIME MARTÍNEZ – 20151375019
NICOLAS SENDER MORENO
Ing. VICTOR RUIZ
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
DISEÑO DE MÁQUINAS
FACULTAD TECNOLÓGICA
BOGOTÁ, OCTUBRE 2015.
ANALISIS ESTRUCTURAL DEL CHASIS VTH
Inicialmente tomamos el modelo CAD del chasis y lo entramos en el módulo de simulación de tensiones de software Autodesk Inventor, en donde fue diseñado.
Procedemos a colocar cargas en los puntos en los que se va a ejercer presión al momento de que el piloto use el VTH, luego a enmallar el sistema y a continuación a solucionar el problema.
Se aplican cargas de 1200 N en los puntos donde va recostado el sillín, y una carga de 250 N en el soporte de los platos donde es ejercida la carga de los pies.
Dándonos como resultado una tensión máxima de 66.8 Mpa, con un desplazamiento máximo de 1.29 mm y un factor de seguridad de 15.
Como grupo se decidió que una de las partes de nuestro VTH en donde es más necesario definir dimensiones óptimas es en el manubrio o timón del VTH debido a que según nuestro diseño el manubrio es una de las partes críticas a desarrollar por que no es una parte estandarizada y será desarrollada por nuestro grupo.
Para llevar a cabo este análisis es necesario enumerar los parámetros que tendremos en cuenta
Parámetros dimensionales
Nombre Características UnidadeslB1 Longitud barra 1 Barra que va del tenedor a la
barra 2mm
lB2 Longitud barra 2 Barra sobre la que maniobra el conductor
mm
lBt Longitud barra total Longitud total de las dos barras
mm
Di mmDE mmDT Diámetro del tubo que
conecta al tenedormm
Los parámetros externos corresponderán a:
Fuerza aplicada. Propiedades asociadas al material.
Nombre Características unidadesFuerza aplicada Fuerza que se aplica en el
extremo de la barra 2N
Resistencia Máxima admisible Módulo de elasticidad del material utilizado
Nmm2 MPa
Los parámetros de estado que se evidencian para el manubrio serán los siguientes.
Nombre Características UnidadesMomento flector Momento producido por la
fuerza con respecto a un punto determinado a lo largo de la longitud.
N.mm
Esfuerzo normal Esfuerzo sobre la sección transversal
Nmm2
Momento de inercia de area Distribución del área con respecto a un eje centroidal
mm4
Parámetro Objetivo en este caso se va a minimizar el volumen asumiendo que la densidad del material es homogénea en todo el elemento por lo tanto si se minimiza el volumen se minimiza el peso.
Nombre Características UnidadesVolumen Volumen total del manubrio mm3
Relaciones funcionales
1. Momento flector
M=F∗lBT
2. Momento de inercia
I=π∗(d4
e−d4i)
64
3. Esfuerzo normal
Está definido como
Planteándolo nuevamente en términos de los parámetros dimensionales y la fuerza se tiene que:
De la misma forma se puede definir el esfuerzo normal en las secciones de 33 diámetro externo d2.
La restricción se completa definiendo que el esfuerzo normal debe ser menor que el admisible del material S de forma que
4. RestriccionesPor razones ergonómicas el valor de Di no será inferior a 20 mm ni superior a 35mm
Di<35mmDi≥35mm
5. Función objetivo.
V=2∗[ π∗(D2E−D
2i)
4 ]∗lB 2+π∗(D2
E−D2i)
4∗(2∗lB1−2∗lB2 )
Sistema de frenos.
Sistema de dirección.
El sistema de dirección de un vehículo consiste de variadas partes, las cuales actuando en conjunto hacen que el vehículo siga el rumbo deseado por el piloto. El análisis de este complejo sistema depende de sus posibles configuraciones, ubicación general en el vehículo y métodos de accionamiento.
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