Trabajo de grado - Pregrado
Validación estructural mediante simulación computacional de una mangueta de dirección para un vehículo eléctrico utilitario
Registro en:
Universidad Tecnológica de Pereira
Repositorio Institucional Universidad Tecnológica de Pereira
Autor
Valencia Marín , Verónica
Institución
Resumen
El presente trabajo muestra un estudio detallado de la mangueta de dirección de un vehículo eléctrico utilitario a través del cual se puedan determinar las modificaciones necesarias para generar mejoras en el desempeño estructural del sistema de dirección que supla los requerimientos impuestos hasta el momento por el vehículo eléctrico utilitario. The present work shows a detailed study of the steering stub shaft of an electric utility vehicle through which the necessary modifications can be determined to generate improvements in the structural performance of the steering system to meet the requirements imposed so far by the electric utility vehicle. Pregrado Ingeniero(a) Mecánico(a) CONTENIDO
CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN........................................................................................8
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA....................................................................9
1.2 OBJETIVO GENERAL ............................................................................................10
1.2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .............................................................................10
1.3 ESTRUCTURA DEL DOCUMENTO......................................................................11
CAPÍTULO 2. GENERALIDADES DE LOS SISTEMAS DE DIRECCIÓN ..................12
2.1 TIPOS DE SISTEMAS DE DIRECCIÓN ................................................................12
2.1.1 Mecanismo piñón - cremallera ...........................................................................13
2.1.2 Mecanismo tornillo sin fin con caja de bolas recirculantes................................13
2.2 COMPONENTES PRINCIPALES DEL SISTEMA DE DIRECCIÓN POR PIÑÓN -
CREMALLERA...................................................................................................................15
2.2.1 Volante................................................................................................................15
2.2.2 Columna de dirección .........................................................................................15
2.2.3 Caja de dirección ................................................................................................16
2.2.4 Barra de acoplamiento ........................................................................................16
2.3 MANGUETA DE DIRECCIÓN ...............................................................................16
CAPÍTULO 3: CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES Y OPERATIVAS DE LA
MANGUETA DE DIRECCIÓN..............................................................................................17
CAPÍTULO 4: ESTUDIO MECÁNICO DE LA MANGUETA DE DIRECCIÓN POR
MEDIO DE ELEMENTOS FINITOS.....................................................................................20
4.1 MATERIALES..........................................................................................................20
4.2 ESTUDIO ASISTIDO POR COMPUTADORA ......................................................21
4.2.1 Condiciones de carga ..........................................................................................23
4.2.2 Carga estática de frenado....................................................................................26
4.2.3 Carga cíclica en la dirección...............................................................................27
4.2.4 MALLADO ........................................................................................................32
4.3 RESULTADOS DEL ESTUDIO ASISTIDO POR COMPUTADORA PARA LA
CARGA ESTÁTICA DE FRENADO .................................................................................34
4.3.1 Condición estática de frenado sobre la mangueta de Acero Forjado (11V37)...34
4.3.1.1 Condición estática de frenado de 1,5G ............................................................34
4.3.1.2 Condición estática de frenado de 1G ...............................................................35
4.3.2 Condición estática de frenado sobre la mangueta de Hierro Fundido (65-45-12)
..........................................................................................................................................36
4.3.2.1 Condición estática de frenado de 1,5G ............................................................36
4.3.2.2 Condición estática de frenado de 1,5G ............................................................37
4.3.3 Condición estática de frenado sobre la mangueta de Aluminio Fundido (A356-
T6) ....................................................................................................................................38
4.3.3.1 Condición estática de frenado de 1,5G ............................................................38
4.3.3.2 Condición estática de frenado de 1G ...............................................................39
4.4 RESULTADOS DEL ESTUDIO ASISTIDO POR COMPUTADORA PARA LA
CARGA CÍCLICA EN LA DIRECCIÓN ...........................................................................40
4.4.1 Condición de fatiga sobre la mangueta de Acero Forjado (11V37) ...................40
4.4.2 Condición de fatiga sobre la mangueta de Hierro Fundido (65-45-12)..............41
4.4.3 Condición de fatiga sobre la mangueta de Aluminio Fundido (A356-T6).........41
4.5 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS.......................................................................42
CAPÍTULO 5. CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y APORTES .....................45
BIBLIOGRAFÍA.................................................................................................................46