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1.4 ESPECIFICACIONES PARA EL DISEO DEL CHASIS DISEO Disear es formular un plan para la satisfaccin de una necesidad especfica o resolver un problema. Si el plan propicia la creacin de algo que tiene una realidad fsica, entonces el producto debe ser funcional, seguro, confiable, competitivo, til, que se pueda fabricar y comercializar. (Shigley & Mischke, 2005) La metodologa para la solucin se limitar a lo que el diseador o su equipo de trabajo puede hacer o sabe, la solucin adems de ser funcional, confiable o til debe restringirse a lo legal, adecuarse a las normas. Los resultados del proceso de diseo son decisiones con respecto a los componentes y su conectividad, geometra, proceso de conformado, tratamiento termodinmico y tolerancias asociadas. (Shigley & Mischke, 2005)CRITERIOS GENERALES PARA EL DISEO DEL PROTOTIPO

4.1 ANLISIS DEL SISTEMA DE DIRECCIN

4.1.1 Geometra de la direccin. Se entiende por alineacin de la direccin de un vehculo a la condicin geomtrica que tiene que cumplir todos los rganos que afectan a la direccin (elementos de mando, ruedas y suspensin) para determinar la posicin de las ruedas en movimiento sobre el terreno, ya sea en lnea o en curva. Estas condiciones, determinadas por la geometra de giro y la geometra de las ruedas, hacen que el vehculo tome la trayectoria deseada por el conductor con toda precisin y haciendo la conduccin suave y segura.

4.1.1.1 Geometra de giro. Cuando un vehculo toma una curva, la trayectoria aseguir por las ruedas directrices no es la misma en ambas, ya que cada una deellas tiene distinto radio de curvatura. Por lo tanto, si la orientacin dada a ambas ruedas fuera la misma, cada una de ellas girara perpendicular al eje de giro con distinto centro de rotacin y tomaran la misma trayectoria, ocasionando que unade las ruedas sea arrastrada por la otra produciendo un deslizamiento lateral enella .Para que esto no ocurra se adopta el cuadriltero de Ackerman, queconsigue dicho efecto con bastante aproximacin si la orientacin de los brazos de la direccin es tal, que sus prolongaciones se cortan en la mitad del eje trasero.5. MODELADO Y ANLISIS5.1 INTRODUCCINActualmente, los diseadores buscan herramientas computacionales que lespermitan realizar un trabajo confiable, seguro y econmico. Es por eso que existen programas de diseo CAD y de anlisis de elementos finitos que han ayudado a suplir las necesidades de diseo.Para este trabajo se utilizar el software SolidWorks para hacer las piezas quecomponen el vehculo y un complemento de dicho programa (SimulationXpress5) para analizar la estructura en cuanto a la resistencia mecnica.SolidWorks es utilizado para modelar piezas en 2D y 3D, permitiendo ensamblar y mediante el complemento SimulationXpress pueden ser sometidos a cargas,mallados y analizados por elementos finitos. Dicho complemento utiliza criterios de falla para encontrar los puntos de posibles fallas o verificar que el elemento sea capaz de resistir las cargas a las que ser sometido.En las siguientes secciones se analizan algunos casos de carga para la estructura del vehculo, tales como: flexin, torsin, impacto y la resistencia del arco de seguridad del chasis.5.2 CASOS DE CARGA. DESARROLLO, MODELADO Y APLICACIN DEFUERZASPara que el complemento SimulationXpress realice el estudio esttico y de fatiga a la estructura del vehculo, se debe cumplir con los siguientes pasos: Dibujar la pieza. Definicin del material de la pieza. Ejecutar el asistente para el anlisis de la simulacin. Asignacin de las sujeciones y de las cargas. Definicin del mallado. Presentacin de los resultados e interpretacin.2. Diseo

2.1 DISEO DE LA ESTRUCTURA

2.1 Criterios sobre diseo 2.1.1 Criterio sobre rigidez Rigidez: En ingeniera, es la capacidad de un objeto slido o elemento estructural para soportar esfuerzos sin adquirir grandes deformaciones o desplazamientos. Es necesario considerar en la rigidez de un bastidor dos conceptos fundamentales: la rigidez a la flexin y la rigidez torsional. Rigidez a la flexin: es el valor de la flexin del bastidor producida por la carga de los distintos elementos que conforman el vehculo, es decir los esfuerzos producidos por las cargas muertas presentes.Rigidez a torsin: es el valor producido por la deformacin del bastidor en un esfuerzo de torsin, ste fenmeno puede aparecer cuando un auto pasa sobre un camino lleno de baches (no todas sus ruedas estn a un mismo nivel) lo que es transmitido a su estructura, en este caso el bastidor. Se tendr en cuenta que hay elementos que aportarn rigidez y nada despreciable a la estructura con su sola presencia, tal es el caso del motor y en menor medida el tren de potencia. Otro aspecto es el mdulo elstico o de Young, esto ya en la eleccin del material, as al elegir un material distinto del acero estructural como aleacin de aluminio o platino, para que no baje el valor de rigidez del bastidor ser necesario incrementar o disminuir el dimetro de los tubos o correas o en su lugar aumentar o aminorar el momento de inercia segn sea el caso, sin dejar de lado el importante factor costo.

2.1.2 Criterio sobre peso de la estructura. En el diseo de un bastidor se tendr en cuenta los siguientes aspectos: El peso del bastidor debe ser lo menor posible, pero considerando la rigidez que debe tenar la estructura. Es fundamental tambin tratar del centro de gravedad, el mismo que debe estar lo ms bajo posible, esto tiene la funcin de dar estabilidad al vehculo en cualquier condicin, esto tambin influye en el tem correspondiente a seguridad.

2.1.3 Criterio sobre seguridad. Es de importancia fundamental que el lugar habitual del conductor o su habitculo sea protegido de una manera especial, considerando que en caso de colisin su dao personal sea mnimo, hay que considerar que no se est diseando una carrocera y ms bien es nuestro campo disear una proteccin especficamente para los pies y piernas del conductor y acompaante.El anclaje correcto de los componentes motrices al bastidor har que se alargue su vida til.

2.3 ALTERNATIVAS

2.3.1 SELECCIN DE LA ESTRUCTURA

2.3.2 ANALISIS DE LA ESTRUCTURA 2.3.3 SIMULACION DE LA ESTRUCTURA2.4 TECNOLOGA DE LA CONSTRUCCIN, MONTAJE2.4.1 ConstruccinEl costo total de las estructuras de perfiles tubulares tambin se ve influido ensentido positivo o negativo particularmente por los costos de produccin. Lossiguientes trabajos de taller se tienen que planificar y llevar acabo cuidadosamente.Al igual que para el resto de las estructuras de acero, la construccin deestructuras de perfiles tubulares en los talleres debera organizarse, a serposible, de tal manera que el material siga un proceso unidireccional desde larecepcin hasta la entrega final. Normalmente se siguen los siguientes pasos:a. Marcadob. Corte a la longitud adecuada por aserrado o corte por sopletec. Curvado (si es necesario)d. Preparacin de los bordes para soldar. Este paso se puede realizar juntocon el b.e. Soldaduraf. Desbaste. Este paso tambin se puede hacer antes que el e, ya quepuede resultar complicado realizar el granallado despus del montaje.g. Pintado para proteccin frente a la corrosin externa o conpinturas intumescentes para proteger frente al fuego. Se deberanconsiderar las combinaciones de diferentes pasos siempre que resulteviable y econmico.2.4.2 Corte por aserradoLa fabricacin de una estructura empieza, en general, con la preparacin delos extremos de las barras. Los mtodos que se usan con ms frecuencia sonel corte por aserrado y el corte por soplete. En el caso de la estructura de unchasis debido al menor coste y a su mayor sencillez de ejecucin espreferible el aserrado frente al corte por soplete.La herramienta para cortar es una robusta sierra circular con avancehidrulico, una robusta sierra de banda o una sierra alternativa de arco.Tambin es posible efectuar una doble operacin de corte con una cortadorade cabeza giratoria. En este caso hay que procurar evitar la torcedurarecproca. Tambin se pueden emplear los siguientes aparatosdependiendo de la calidad y de la precisin del corte deseado:- Muela de rectificar: Proceso rpido, falta de precisin, con pronunciadasrebabas.- Disco dentado de acero: Proceso rpido pero impreciso, con metal fundidoque produce grandes cantidades de rebabas.- Fresadora: Velocidad relativamente baja, con alto nivel de precisin yausencia de rebabas. Ritmo de trabajo satisfactorio.La unin directa entre los perfiles circulares necesita un corte "perfilado", amenudo denominado "silla de montar". Sin embargo, las curvas deinterseccin multiplanares pueden ser sustituidas por cortes planos en labarra, empleando el procedimiento del aserrado, en funcin de los dimetrosrelativos de los tubos utilizados en el nudo.2.4.3 Mtodos de curvado en fro para CHSDurante esta operacin podrn aparecer pliegues en la zona internacomprimida y el espesor de la zona externa alargada disminuye. Para evitarla formacin de pliegues y la ovalizacin, son favorables lossiguientes condicionantes: Bajo lmite elstico del material. Alta resistencia ltima del material. Considerable alargamiento en la rotura a traccin (por lo menos un 20%).Otros parmetros determinantes son la relacin entre el espesor de la paredcon respecto al dimetro del CHS y la relacin del radio de curvado conrespecto al dimetro del CHS.2.4.3.1 Curvado en fro por presinTras colocar un perfil tubular entre dos rodillos fijos, se curva por el desplazamiento del conformador central, normalmente conectado a un empujador hidrulico. Esta operacin tambin se puede llevar a cabo manteniendo quieto el conformador central y empujando los rodillos laterales.

Figura : Curvado en fro por presin.

2.4.3.2 Curvado en fro mediante caja conformadoraSe introduce la pieza en una caja conformadora preperfilada "A". Losextremos de la pieza a trabajar deben estar provistos de un tapn gua.La lubricacin es fundamental. El mtodo slo resulta econmico si senecesitan muchos curvados con el mismo tamao de perfil tubular. Es unmtodo vlido nicamente para tubos que tienen la curvatura cerca delextremo, cosa que no se suele dar muy a menudo en los chasis tubulares.

Figura: Curvado en fro mediante caja conformadora.

2.4.3.3 Curvadora de rodillosEsta herramienta, con la que se produce el curvado pasando la pieza atravs de tres rodillos, es, en general, la preferida por los fabricantesde estructuras de acero. Las dimensiones del rodillo son acordes a lostamaos de los CHS. Para curvado en fro con curvadora de rodillos, en la prctica el lmite del radio de curvado es de, aproximadamente, 5 veces eldimetro externo del tubo.

Figura: Curvadora de rodillos.

2.4.3.4 Curvado mediante cortes a ingleteNormalmente, para curvas de radio grande, se pueden obtener curvasaproximadas uniendo secciones rectas extremo con extremo y soldndolaspor dichos extremos previamente cortados con un ngulo adecuado.

Figura : Curvado mediante cortes a inglete.

3.1.2 SELECCIN DE LA SOLDADURA

5. PRUEBAS Y RESULTADOS

5.1 PRUEBAS 5.1.2 RESULTADOS 5.2. MATERIALES 5.2.1 FABRICACIN

6. Anlisis de costosCostos directos Tradicionalmente se han considerado costos de este tipo a materiales, maquinaria, mano de obra, herramientas, transportes. Estos valores influyen primordialmente y su estimacin solo forma parte de este proyecto.

Costos indirectos Los costos indirectos de fabricacin como lo indica su nombre son todos aquellos costos que no se relacionan directamente con la manufactura, pero contribuyen y forman parte del costos de produccin: mano de obra indirecta y materiales indirectos, calefaccin, luz y energa para la fbrica, arrendamiento del edificio de fbrica, depreciacin del edificio y de equipo de fbrica, mantenimiento del edificio y equipo de fbrica, seguro, prestaciones sociales, incentivos, tiempo inactivo son ejemplos de costos indirectos de fabricacin.

6.1.16 Anlisis de precios unitarios

6.1 Estudio de costos del mercado 7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

7.1 CONCLUSIONES 7.2 RECOMENDACIONES En caso de modificaciones o para realizar pruebas de campo se realizarn tomando normas de seguridad personal, realizndolas de manera prudente y progresiva, para as evitar cualquier tipo de accidente y daos graves en el mdulo didctico. Utilizar el programa Solid Works para proporcionar un criterio de falla de la estructura, que se basa primordialmente en la relacin de esfuerzos, dicho valor debe ser menor a 1, como mximo aceptable de 0,90. La modelacin y simulacin de los diseos permite validar la estructura de forma rpida y eficaz mediante el anlisis de esfuerzos basados en el criterio de Von-Mises que se aplica a materiales dctiles.

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