Análisis mediante el M.E.F. de un chasis de Formula Student

Abstract

[SPA]En este proyecto se intentará simular como trabaja el chasis de un Formula Student de la manera más reaIista posible. Para ello, partiendo del diseño en SOLIDWORKS, éste será procesado con ANSYS para ser calculado mediante el método de los elementos finitos. Una vez allí, aplicaremos las cargas de aceleración que sufre nuestro monoplaza en los distintos tramos de un circuito, siendo fundamental para la transmisión de las cargas que producen estas aceleraciones un correcto modelado del funcionamiento de los mecanismos de amortiguación delanteros y traseros, dirección, motor, así como de los neumáticos como punto de contacto del vehículo con el suelo. Serán analizadas las situaciones de máximo esfuerzo en las que se puede ver involucrado el vehículo sin deslizar para las pruebas de frenada, aceleración y paso por curva rápida. De igual modo también calcularemos la rigidez del chasis a torsión debido a su importancia en el comportamiento, y la resistencia al balanceo de cada eje. Las situaciones de máxima solicitación serán conocidas mediante experimentación, aplicando sucesivos estados de carga a nuestro modelo y conociendo el momento previo al deslizamiento para obtener ahí un análisis preciso del comportamiento de nuestra estructura. Obtenidos los resultados, intentaremos reflejar las cualidades del chasis y del vehículo e identificar las áreas donde introducir mejoras. [ENG]This final degree project will attempt to simulate how a Formula Student frame works. To do this, based on the CAD design, this design will be processed with ANSYS to be calculated using the finite element method. Once there, acceleration loads afflicting our car in different sections of a circuit will be applied. We will learn the response of the chassis to the loads transmitted through the suspension, making it possible to know theweight distribution on each wheel in a high speed corner and the efforts suffered by the chassis in every situation along a lap around a circuit. It will be essential for the transmission of loads that produce these accelerations a correct modeling of the front and rear car suspension, steering, engine and tires. We will find the maximum stress situations in wich the vehicle can be involved without sliding in different situations : braking, acceleration and cornering. Also we will calculate the torsional stiffness of the chassis due to its importance in the vehicle behavior and rolling resistance of each axis.Maximun stress situations will be known by experimentation. We will test succesive loads situations until know the moment in wich the slide starts, and at this point of maximum aaceleration we will calculate how our tubular spaceframe supports these efforts. Once the results are obtained, we will try to reflect the qualities of the chassis and the vehicle and identify areas where make improvements.