Diseño de una junta adhesiva para el ensamble de un prototipo de chasis monoplaza serie kart

Abstract

Se presentan los resultados obtenidos de una investigación experimental, relacionada con el diseño y fabricación de uniones adhesivas anaeróbicas ensamblada en un chasis tubular de un vehículo monoplaza de competencia go kart, normalizado según la norma CIK/FIA, para determinar la influencia de algunos parámetros de diseño (material de los sustratos, espesor/volumen del adhesivo, parámetro de rugosidad superficial y longitud de la unión) en la resistencia mecánica de la unión a torsión. La selección de los puntos de unión con ensamble adhesivo, requirió la evaluación del comportamiento mecánico estructural del chasis y se utilizó el análisis por elementos finitos como herramienta de diseño para establecer el estado de esfuerzos cuyos valores máximos de 72.2 MPa se concentraron en las zonas cercanas a los ejes del kart donde fueron seleccionados seis nodos para los ensambles adhesivos. Se propuso una metodología para la construcción y ensamble del chasis consistente en cinco etapas que incluyen desde el diseño y manufactura de la junta adhesiva cilíndrica hasta el ensamble de los elementos del chasis. Los parámetros geométricos seleccionados para el diseño de la unión adhesiva fueron; rugosidad de 1.5 μm, longitud de traslape de 16 mm, espesor adhesivo 0.3 mm. Se utilizó un adhesivo anaeróbico comercial Loctite 648 en un proceso de curado a temperatura entre los 80°C y 100°C por 1 hora. Finalmente, la evaluación de la resistencia mecánica de la unión adhesiva se apoyó en un diseño experimental factorial 2k, dos factores con dos niveles y se manufacturan probetas previamente diseñadas para las uniones adhesivas que se someten a ensayos destructivos bajo cargas a torsión cuasi estáticas, obteniendo una resistencia máxima a torsión de 29 Nm. (texto tomado de la fuente)

The results obtained from an experimental investigation are presented, related to the design and manufacture of anaerobic adhesive joints assembled in a tubular chassis of a single-seater go kart competition vehicle, standardized according to the CIK/FIA standard, to determine the influence of some parameters of design (substrate material, thickness/ adhesive volume, parameter of surface roughness and length of the joint) in the mechanical resistance of the joint to torsion. The selection of the joint points with adhesive assembly required the evaluation of the structural mechanical behavior of the chassis and finite element analysis was used as a design tool to establish the stress state whose maximum values of 72.2 MPa were concentrated in the nearby areas. to the kart axles where six nodes were selected for the adhesive assemblies. A methodology was proposed for the construction and assembly of the chassis consisting of five stages that include from the design and manufacture of the cylindrical adhesive joint to the assembly of the chassis elements. The geometric parameters selected for the design of the adhesive joint were; roughness of 1.5 μm, overlap length of 16 mm, adhesive thickness 0.3 mm. A commercial anaerobic Loctite 648 adhesive was used in a curing process at a temperature between 80°C and 100°C for 1 hour. Finally, the evaluation of the mechanical strength of the adhesive joint was based on a 2k factorial experimental design, two factors with two levels, and previously designed specimens were manufactured for the adhesive bonds that are subjected to destructive tests under quasi-static torsional loads. obtaining a maximum resistance to torsion of 29 Nm