Diseño de un chasis para un monoplaza eléctrico de Formula Student
Abstract
En este Trabajo de Fin de Máster, se realiza un diseño de un chasis para un monoplaza eléctrico tipo Formula Student. Para ello, se utilizan las limitaciones marcadas por la normativa en la cual se basa este tipo de vehículos y se emplea información de otros componentes del vehículo, tales como suspensión, baterías, controlador, etc. El objetivo, por lo tanto, de este TFM, consiste en realizar un dimensionado de la estructura atendiendo a las limitaciones marcadas por la normativa que rige la competición.
Full text
TRABAJO DE FIN DE MÁSTER
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
MÁSTER EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
Alumno: José Juan Macías Solá
Tu o : D . Ca melo Mili ello Mili ello
Ti ulación: Más e en Ingenie ía Indus ial
Especialidad Elec omecánica
Fecha: 07/06/2019
1. Índice Gene al
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
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Tabla de con enido
1. Índice Gene al ........................................................................................................................ 2
2. Memo ia ................................................................................................................................ 9
2.1. Obje o........................................................................................................................... 11
2.2. Alcance ......................................................................................................................... 11
2.3. In oducción ................................................................................................................. 11
2.3.1. An eceden es ....................................................................................................... 11
2.4. Reque imien os de diseño ............................................................................................ 12
2.4.1. Reque imien os básicos ....................................................................................... 12
2.4.2. Componen es del ehículo .................................................................................. 13
2.4.3. Dis ibución de masa ........................................................................................... 16
2.4.4. Reque imien os del chasis ................................................................................... 18
2.5. So wa e y condiciones de con o no ............................................................................ 24
2.5.1. Modelado ............................................................................................................ 24
2.5.2. Ma e ial ............................................................................................................... 25
2.5.3. P oceso de cálculo i e a i o ................................................................................. 26
2.5.4. Condiciones de con o no ..................................................................................... 26
2.5.5. Condiciones de con o no ue a de no ma i a ..................................................... 37
2.6. Diseño........................................................................................................................... 40
2.7. Conclusiones ................................................................................................................ 56
2.8. Bibliog a ía ................................................................................................................... 57
2.9. Resumen ....................................................................................................................... 57
2.10. Abs ac ................................................................................................................... 57
3. Anexos ................................................................................................................................. 58
3.1. Anexo I - Fo mula S uden ........................................................................................... 62
3.2. Anexo II - No ma i a .................................................................................................... 73
3.3. Anexo III – Cálculo de la elación de Acke mann ......................................................... 76
3.4. Anexo IV – Es ado del a e de los monoplazas ............................................................ 80
3.4.1. Es ado del a e de los ehículos del año 2017. ................................................... 81
3.4.2. Es ado del a e de ehículos cuyo chasis es simila al seleccionado .................. 91
3.5. Anexo V - Cuad o de e i icaciones ............................................................................. 93
3.5.1. T1 DEFINICIONES ..................................................................................................... 93
3.5.2. T2 REQUISITOS GENERALES DE DISEÑO .................................................................. 93
3.5.3. T3 DISEÑO GENERAL DE CHASIS .............................................................................. 95
3.5.4. T4 COCKPIT ............................................................................................................ 107
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
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3.5.5. T5 SISTEMA DE RESTRICCION DE CONTROLADOR ................................................. 112
3.5.6. T10 CINTURONES ................................................................................................... 116
3.6. Anexo VI – Cálculo de secciones de ubos mínimas .................................................. 119
3.7. Anexo VII – Diseño ..................................................................................................... 125
3.7.1. Es udio de la caja de ba e ías ............................................................................ 125
3.7.2. Es udio del chasis .............................................................................................. 130
3.7.2.1. Caso base ............................................................................................................. 131
3.7.2.1.1. A o p incipal .................................................................................................. 131
3.7.2.1.2. A o on al ..................................................................................................... 133
3.7.2.1.3. Impac o la e al ............................................................................................... 134
3.7.2.1.4. Impac o on al .............................................................................................. 136
3.7.2.1.5. Anclajes cin u ón de homb os ....................................................................... 137
3.7.2.1.6. Anclajes cin u ones de egazo y an isubma ino ............................................ 139
3.7.2.1.7. Impac o on ola e al .................................................................................... 140
3.7.2.1.8. Anclajes caja de ba e ías ............................................................................... 142
3.7.2.1.9. Reposacabezas ............................................................................................... 143
3.7.2.1.10. Conclusiones y esumen de esul ados ....................................................... 144
3.7.2.2. P ime a I e ación ................................................................................................. 146
3.7.2.2.1. A o p incipal .................................................................................................. 146
3.7.2.2.2. A o on al ..................................................................................................... 148
3.7.2.2.3. Impac o la e al ............................................................................................... 149
3.7.2.2.4. Impac o on al .............................................................................................. 151
3.7.2.2.5. Anclajes cin u ón de homb os ....................................................................... 152
3.7.2.2.6. Anclajes cin u ones de egazo y an isubma ino ............................................ 153
3.7.2.2.7. Impac o on ola e al .................................................................................... 155
3.7.2.2.8. Anclajes caja de ba e ías ............................................................................... 156
3.7.2.2.9. Reposacabezas ............................................................................................... 158
3.7.2.2.10. Conclusiones y esumen de esul ados ....................................................... 159
3.7.2.3. Segunda I e ación ................................................................................................ 161
3.7.2.3.1. A o p incipal .................................................................................................. 161
3.7.2.3.2. A o on al ..................................................................................................... 163
3.7.2.3.3. Impac o la e al ............................................................................................... 164
3.7.2.3.4. Impac o on al .............................................................................................. 166
3.7.2.3.5. Anclajes cin u ón de homb os ....................................................................... 167
3.7.2.3.6. Anclajes cin u ones de egazo y an isubma ino ............................................ 169
3.7.2.3.7. Impac o on ola e al .................................................................................... 170
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
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3.7.2.3.8. Anclajes caja de ba e ías ............................................................................... 172
3.7.2.3.9. Reposacabezas ............................................................................................... 173
3.7.2.3.10. Conclusiones y esumen de esul ados ....................................................... 174
3.7.2.4. Te ce a I e ación .................................................................................................. 176
3.7.2.4.1. A o p incipal .................................................................................................. 176
3.7.2.4.2. A o on al ..................................................................................................... 178
3.7.2.4.3. Impac o la e al ............................................................................................... 179
3.7.2.4.4. Impac o on al .............................................................................................. 180
3.7.2.4.5. Anclajes cin u ón de homb os ....................................................................... 181
3.7.2.4.6. Anclajes cin u ones de egazo y an isubma ino ............................................ 182
3.7.2.4.7. Impac o on ola e al .................................................................................... 183
3.7.2.4.8. Anclajes caja de ba e ías ............................................................................... 184
3.7.2.4.9. Reposacabezas ............................................................................................... 185
3.7.2.4.10. Conclusiones y esumen de esul ados ....................................................... 186
3.7.2.5. Cua a I e ación ................................................................................................... 187
3.7.2.5.1. A o p incipal .................................................................................................. 187
3.7.2.5.2. A o on al ..................................................................................................... 188
3.7.2.5.3. Impac o la e al ............................................................................................... 189
3.7.2.5.4. Impac o on al .............................................................................................. 190
3.7.2.5.5. Anclajes cin u ón de homb os ....................................................................... 191
3.7.2.5.6. Anclajes cin u ones de egazo y an isubma ino ............................................ 192
3.7.2.5.7. Impac o on ola e al .................................................................................... 193
3.7.2.5.8. Anclajes caja de ba e ías ............................................................................... 194
3.7.2.5.9. Reposacabezas ............................................................................................... 195
3.7.2.5.10. Conclusiones y esumen de esul ados ....................................................... 196
3.7.2.6. Compa ación esul ados ...................................................................................... 198
3.7.2.7. Mejo as ealizadas en el modelo de la cua a i e ación ...................................... 200
3.7.2.7.1. Modi icación on al ...................................................................................... 200
3.7.2.7.1.1. A o p incipal .................................................................................... 201
3.7.2.7.1.2. A o on al ....................................................................................... 202
3.7.2.7.1.3. Impac o la e al ................................................................................ 203
3.7.2.7.1.4. Impac o on al ............................................................................... 204
3.7.2.7.1.5. Anclajes cin u ón de homb os ........................................................ 205
3.7.2.7.1.6. Anclajes cin u ones de egazo y an isubma ino ............................. 206
3.7.2.7.1.7. Impac o on ola e al ...................................................................... 207
3.7.2.7.1.8. Anclajes caja de ba e ías ................................................................. 208
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ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
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3.7.2.7.1.9. Reposacabezas ................................................................................ 209
3.7.2.7.1.10. Compa ación esul ados ............................................................... 210
3.7.2.7.2. Modi icación la e al ....................................................................................... 210
3.7.2.7.2.1. A o p incipal .................................................................................... 212
3.7.2.7.2.2. A o on al ....................................................................................... 213
3.7.2.7.2.3. Impac o la e al ................................................................................ 214
3.7.2.7.2.4. Impac o on al ............................................................................... 218
3.7.2.7.2.5. Anclajes cin u ón de homb os ........................................................ 219
3.7.2.7.2.6. Anclajes cin u ones de egazo y an isubma ino ............................. 220
3.7.2.7.2.7. Impac o on ola e al ...................................................................... 221
3.7.2.7.2.8. Anclajes caja de ba e ías ................................................................. 222
3.7.2.7.2.9. Reposacabezas ................................................................................ 223
3.7.2.7.2.10. Compa ación esul ados ............................................................... 224
3.7.2.7.3. Combinación de ambas modi icaciones ........................................................ 225
3.7.2.7.3.1. A o p incipal .................................................................................... 226
3.7.2.7.3.2. A o on al ....................................................................................... 227
3.7.2.7.3.3. Impac o la e al ................................................................................ 228
3.7.2.7.3.4. Impac o on al ............................................................................... 232
3.7.2.7.3.5. Anclajes cin u ón de homb os ........................................................ 233
3.7.2.7.3.6. Anclajes cin u ones de egazo y an isubma ino ............................. 234
3.7.2.7.3.7. Impac o on ola e al ...................................................................... 235
3.7.2.7.3.8. Anclajes caja de ba e ías ................................................................. 236
3.7.2.7.3.9. Reposacabezas ................................................................................ 237
3.7.2.7.3.10. Compa ación esul ados ............................................................... 238
3.7.2.7.4. Modi icación ex a ......................................................................................... 239
3.7.2.7.4.1. A o p incipal .................................................................................... 241
3.7.2.7.4.2. A o on al ....................................................................................... 242
3.7.2.7.4.3. Impac o la e al ................................................................................ 243
3.7.2.7.4.4. Impac o on al ............................................................................... 251
3.7.2.7.4.5. Anclajes cin u ón de homb os ........................................................ 252
3.7.2.7.4.6. Anclajes cin u ones de egazo y an isubma ino ............................. 253
3.7.2.7.4.7. Impac o on ola e al ...................................................................... 254
3.7.2.7.4.8. Anclajes caja de ba e ías ................................................................. 255
3.7.2.7.4.9. Reposacabezas ................................................................................ 256
3.7.2.7.4.10. Compa ación esul ados ............................................................... 257
3.7.2.8. Cua a I e ación (con sólidos) .............................................................................. 260
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3.7.2.8.1. A o p incipal .................................................................................................. 260
3.7.2.8.2. A o on al ..................................................................................................... 263
3.7.2.8.3. Impac o la e al ............................................................................................... 266
3.7.2.8.4. Impac o on al .............................................................................................. 277
3.7.2.8.5. Anclajes cin u ón de homb os ....................................................................... 280
3.7.2.8.6. Anclajes cin u ones de egazo y an isubma ino ............................................ 284
3.7.2.8.7. Impac o on ola e al .................................................................................... 287
3.7.2.8.8. Anclajes caja de ba e ías ............................................................................... 291
3.7.2.8.9. Reposacabezas ............................................................................................... 294
3.7.2.8.10. Conclusión de la i e ación ............................................................................ 297
3.7.2.9. Quin a i e ación (con sólidos) .............................................................................. 298
3.7.2.9.1. A o p incipal .................................................................................................. 298
3.7.2.9.2. Impac o on al .............................................................................................. 299
3.7.2.9.3. Anclajes cin u ón de homb os ....................................................................... 300
3.7.2.9.4. Anclajes cin u ones de egazo y an isubma ino ............................................ 301
3.7.2.9.5. Impac o on ola e al .................................................................................... 302
3.7.2.9.6. Anclajes caja de ba e ías ............................................................................... 302
3.7.2.10. Conclusión inal ............................................................................................... 303
3.7.2.11. O as simulaciones ú iles ................................................................................. 305
3.7.2.11.1. Le an amien o del ehículo......................................................................... 305
3.7.2.11.2. Vehículo le an ado con apoyo al suelo ....................................................... 307
3.7.2.11.3. E ec o de las suspensiones .......................................................................... 309
3.7.2.12. Compa ación con o os ma e iales ................................................................. 312
3.7.2.13. Co ección de allo ........................................................................................... 314
3.7.2.13.1.1. A o p incipal .................................................................................. 315
3.7.2.13.1.2. A o on al ..................................................................................... 316
3.7.2.13.1.3. Impac o la e al .............................................................................. 317
3.7.2.13.1.4. Impac o on al ............................................................................. 321
3.7.2.13.1.5. Anclajes cin u ón de homb os ...................................................... 322
3.7.2.13.1.6. Anclajes cin u ones de egazo y an isubma ino ........................... 323
3.7.2.13.1.7. Impac o on ola e al .................................................................... 324
3.7.2.13.1.8. Anclajes caja de ba e ías ............................................................... 325
3.7.2.13.1.9. Reposacabezas .............................................................................. 326
3.7.2.13.1.10. Compa ación esul ados ............................................................. 327
4. Planos ................................................................................................................................ 330
4.1. Plano 1 – Vis as chasis .................................................................................................... 332
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4.2. Plano 2 – A o on al ...................................................................................................... 333
4.3. Plano 3 – Zona on al .................................................................................................... 334
4.4. Plano 4 – Zona ase a .................................................................................................... 335
4.5. Plano 5 – Placa an i-in usión ......................................................................................... 336
4.5. Plano 6 – O eje a de anclajes cin u ones ....................................................................... 337
4.7. Plano 6.1 – De alle pa e in e io habi áculo ................................................................. 328
4.8. Plano 7 – Es uc u a del mampa o on al ..................................................................... 339
4.9. Plano 8 – La e al habi áculo ........................................................................................... 340
4.10. Plano 9 – A o p incipal ................................................................................................. 341
4.11. Plano 9.1 – De alle sopo es eposacabezas del a o p incipal ..................................... 342
4.12. Plano 10 – Cama del acumulado ................................................................................. 343
4.13. Plano 11 – Rigidizado es a o p incipal ......................................................................... 344
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2. Memo ia
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
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- Sis ema de e ige ación: se enca ga de man ene los equipos que lo
equie an en unas empe a u as adecuadas, que en es e caso se co esponde
con el con olado y el mo o . Se u iliza agua des ilada como luido é mico.
2.4.3. Dis ibución de masa
Pa a una co ec a maniob abilidad de un ehículo, es muy impo an e la
ubicación del cen o de g a edad, o cen o de masas, de odo el conjun o. Es o es el
pun o geomé ico en el que, dinámicamen e, se compo a como si en él es u ie a
aplicada la esul an e de las ue zas ex e nas al sis ema. Po lo que se puede deci que
el sis ema o mado po oda la masa concen ada en el cen o de masas es un sis ema
equi alen e al o iginal.
Si es e pun o geomé ico es á desplazado, el sis ema no es á o almen e
equilib ado, pudiéndose obse a un pequeño cabeceo, po ejemplo, si es á hacia
delan e, que end á en onces que se compensado median e un complemen o ex a
que pe mi a su co ección. En el caso de un ehículo, es o puede se modi icando la
suspensión, haciendo la más o menos ígida según es é si uado el cen o de masa.
Aho a bien, lo an e io no es lo adecuado ya que la maniob abilidad ambién se
e al amen e a ec ada. Un cen o de masas desplazado hacia un la e al, po ejemplo,
p o oca que se in ensi iquen p oblemas como el sob e i aje y el sub i aje, debido a que,
en cu as, el peso del ehículo que sopo a cada ueda, es muchísimo más dispa
espec o a un caso de cen o de masas no desplazado.
Po úl imo, su al u a in luye. Si se obse a y se compa a los ehículos de
ca e e as, como los camiones, con ehículos de ca e a, como un Fo mula 1, po
ejemplo, se puede conclui que cuan o mayo sea el ehículo, mayo es á su cen o de
masas, implicando un mayo iesgo al uelco, apa e de las di e encias ob ias de
po encia, u ilidades, es é ica, e c.
An e odo es o, es con enien e que el cen o de masas se si úe en el cen o
geomé ico del ec ángulo o mado po las cua o uedas del ehículo y con una al u a
lo meno posible espec o al suelo. Siguiendo es as eglas, se es ablece p ime o la
dis ibución de los elemen os en el ehículo, en el que los elemen os más pesados es én
lo más p óximo al cen o geomé ico del ec ángulo y en la pa e in e io del in e io del
chasis. Es e p ime boce o, se mues a a con inuación:
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Ilus ación 1. Boce os empleados. Dis ibución pesos. Fuen e: p opia
T as los p ime os diseños del chasis, la idea p incipal del boce o se ha man enido
p ác icamen e, omando una dis ibución idimensional, como sigue:
Ilus ación 2. Dis ibución de los componen es del monoplaza. Fuen e: p opia
Con el cen o de g a edad localizado en e el pilo o y el acumulado , como se
mues a en la siguien e imagen:
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Ilus ación 3. Localización del cen o de g a edad de los componen es del monoplaza. Fuen e: p opia
2.4.4. Reque imien os del chasis
En las no ma i as e lejadas en la in oducción, exis e un g an apa ado e e ido
a es e aspec o. En él, se a a los aspec os que debe de cumpli el chasis según su
ipología. En el caso de es e TFM, se iene en cuen a los elemen os que a ec en a un
chasis ubula pa a un ehículo eléc ico.
Es impo an e di e encia las pa es que componen el chasis. Se de e mina
p incipalmen e po la unción que posee y, po consiguien e, los elemen os que lo
con o man. Es os son:
- A o p incipal
- A o delan e o
- Ti an es y sopo es de a o odan e
- Es uc u a de impac o la e al
- Mampa o on al
- Sis ema de sopo e on al de mampa o
- Todos los miemb os, guías y sopo es del chasis que ans ie en la ca ga del
sis ema de e ención del conduc o a los componen es mencionados
an e io men e de la es uc u a p ima ia
La unión de odos es os elemen os se les conoce como “es uc u a p ima ia” y
es impo an e que la conexión en e odos ellos se ealice median e iangulación nodo
a nodo, como mues a la imagen.
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Ilus ación 4. T iangulación de la es uc u a. Fuen e: No ma i a FS-Ge many
Aho a bien, se es ablece las ca ac e ís icas mínimas que deben cumpli los
elemen os es uc u ales empleados, los cuales se di iden en 3 g upos. Se puede e que
los elemen os más c í icos, poseen unas limi aciones más es ic as.
Tabla 1. Dimensiones de pe il según aplicación. Fuen e: No ma i a FS-Ge many
Pa a de e mina si los ubos encon ados en ca álogos son adecuados, se ealizó
una hoja Excel que indica si se cumplen los eque imien os mínimos y es ablece la
aplicación álida. Como diáme os de pa ida pa a el análisis y que cumplen con la
no ma i a se usan:
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Tabla 2. Dimensiones empleadas. Fuen e: p opia
Clase
Aplicación
Dimensiones
(mm)
Tipo 1
A os p incipales y
ba a de sujeción de
cin u ón de homb os
28x2.5
Tipo 2
Res o
28x1.5
La ob ención de es os diáme os, se ealiza calculando p ime o el diáme o
mínimo empleando el momen o de ine cia de la sección ans e sal y luego se
comp ueba median e el cálculo de la sección ans e sal. En los anexos, se encuen a
más de allado.
A con inuación, se comen a b e emen e los eque imien os pa a cada una de las
pa es de la es uc u a p ima ia.
- A o p incipal:
o Una sola pieza de ace o, sin co a y de sección ce ada.
o Inclinación in e io a 10o
- A o on al
o Una sola pieza de ace o, sin co a y de sección ce ada
o Inclinación in e io a 20o
- Ti an es a o p incipal
o No in e io a 160mm po debajo de la supe icie supe io del a o
p incipal
o Angulo inclinación supe io o igual a 30o
o Deben se ec os
- Ti an es a o on al
o No in e io a 50mm po debajo de la supe icie supe io del a o on al
Ilus ación 5. Reque imien os de los i an es del a o p incipal. Fuen e: No ma i a FS-Ge many
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21
- Mampa o on al
o Placa de ace o de 1.5mm
- Sopo es del mampa o on al
o Unido al mampa o on al un máximo de 50 mm po debajo de la
supe icie más al a del mampa o delan e o, y debe es a unido al a o
on al un máximo de 50 mm po debajo del miemb o de impac o
la e al supe io . Si el pun o de unión del miemb o supe io es supe io
a 100 mm po encima del miemb o de impac o del lado supe io , se
equie e un e ue zo iangulado nodo a nodo pa a ans e i la ca ga
al a o p incipal.
- Es uc u a de impac o la e al
o Debe es a a una al u a en e 240 mm y 320 mm po encima del pun o
in e io más bajo del chasis en e el a o delan e o y el p incipal.
Ilus ación 6. Reque imien os de la es uc u a de impac o la e al. Fuen e: No ma i a FS-Ge many
- A enuado de impac o
o Ins alado adelan e del mampa o on al.
o Al menos 100 mm de al u a y 200 mm de ancho pa a una dis ancia
mínima de 200 mm hacia delan e del mampa o on al.
o No es capaz de pene a en el mampa o on al en caso de impac o.
o Fijado de o ma segu a y di ec a a la AIP.
o No o ma pa e de la ca oce ía no es uc u al.
o Diseñado con una sección on al ce ada.
o No puede se más ancho o más al o que el AIP.
Aquí, se emplea á un a enuado de impac o es ánda , cuyos planos se
encuen an adjun os en el anexo. Es e a enuado se a a de una
es uc u a cuyas dimensiones y geome ía cumplen con los
eque imien os mínimos es ablecidos po la no ma i a.
o Placa de ace o de 1.5mm
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22
- Habi áculo del pilo o
o Paso lib emen e de las plan illas.
Ilus ación 7. Plan illas de sección lib e del habi áculo del pilo o. Fuen e: No ma i a FS-Ge many
- Pilo o
o Se conside a el pe cen il 95 masculino
o Debe habe un mínimo de 50mm en e el casco del pilo o y la línea
que uno las supe icies de los a os p incipales.
o La pa e pos e io debe es a en línea con el a o p incipal si no exis en
enso es ase os. En el caso de habe los, puede es a un máximo de
50mm hacia a ás.
Ilus ación 8. Ca ac e ís icas y posición del pilo o. Fuen e: No ma i a FS-Ge many
- Cin u ones del pilo o y sus placas de anclajes
o Cin u ones de 6 pun os, o mado po un cin u ón de egazo de dos
piezas (ancho mínimo de 50 mm), dos i an es (ancho mínimo de 75
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23
mm) y dos co eas pa a pie nas o an isubma inos (ancho mínimo de
50 mm).
o Un á ea de sección ans e sal mínima de 60 mm2 de ace o
o Un espeso mínimo de 1.6 mm
Ilus ación 9. Reque imien os cin u ones de anclaje del pilo o. Fuen e: No ma i a FS-Ge many
Dado que el ehículo es eléc ico, es necesa io conside a aquellos componen es
que equie an una unión con la es uc u a p ima ia. En la no ma i a, se es ablece que
es a unión debe hace se pa a el acumulado , debido, p incipalmen e, al peso que
supone. Además, es ablece que se equie e de una es uc u a que lo ancle a la
es uc u a p ima ia, así como que es é p o egido con a colisiones la e ales o ase as.
En los anexos, se puede encon a una abla que mues a odos los
eque imien os necesa ios con más de alle, pudiéndose de e mina si exis e una
ulne ación o no de la no ma i a.
El p ime chasis que cumple es os eque imien os es el siguien e:
Ilus ación 10. P ime chasis álido según la no ma i a FS-Ge many. Fuen e: p opia
Es a es uc u a es á o mada po di e en es ubos de ace o de di e en es
dimensiones:
- Redondo 28x2.5mm: Es uc u a p ima ia
- Redondo 28x1.5mm: Es uc u a p ima ia
- Redondo 10x2mm: sopo e eposacabeza
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24
- Rec ángulo 50x30x2.6mm: sopo e caja de ba e ías
- Pe il L 25x25x4mm: anclaje o os elemen os
- Placa plana de espeso 1,5mm: es uc u a p ima ia
- Placa plana: anclaje cin u ones
o Espeso 2mm
o Aguje o 10mm diáme o
o Pa e supe io
▪ Redondeo 5mm diáme o
▪ Longi ud 25mm
o Pa e in e io
▪ Redondeo 10mm diáme o
▪ Longi ud 50mm
Es e chasis p esen a un modelado muy ca ac e ís ico, que se explica á en el
siguien e apa ado. Además, en los anexos se p esen an o os chasis que no cumplen
con la no ma i a po di e en es causas.
2.5. So wa e y condiciones de con o no
El so wa e empleado pa a la esolución de es e TFM ue el SolidWo ks. Se a a
de un p og ama CAD con mul i ud de aplicaciones y uncionalidades de análisis de
elemen os ini os. Su empleo ha sido necesa io pa a pode de e mina , p incipalmen e,
las ensiones y los desplazamien os de los elemen os que con o man la es uc u a;
además de la ealización de los planos.
2.5.1. Modelado
El modelado del chasis se ha ealizado median e c oquis en 3D a la cual se ha
combinado elemen os de igas con elemen os sólidos y supe icies. P incipalmen e, el
chasis es á modelado po elemen os de igas que pe mi en un modelo más simpli icado,
e i ando el consumo de ecu sos compu acionales en exceso ya que, si se modelase con
sólidos, los elemen os de malla ha ían que su compu ación uese más pesada.
Dado que exis en nume osos nodos, el esul ado empleando elemen os de igas
no es exac amen e ealis a, po lo que ha sido necesa io dispone de o os elemen os
como sólidos o supe icies que pe mi en obse a mejo esos esul ados. Pa a es o, ha
sido necesa io modela las uniones como sólidos, al que luego se le aplica una apa, y a
és a, una supe icie equidis an e a 0mm de la supe icie con un espeso , pa a
pos e io men e inse a los elemen os de iga. De es a o ma, las igas quedan
inse adas a los elemen os sólidos modelados an e io men e. En la siguien e imagen, se
mues a un c oquis que mues a es e p oceso.
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Ilus ación 11. C oquis modelado de sólidos con elemen os es uc u ales. Fuen e: p opia
Es e p oceso se debe a los g ados de libe ad que posee cada elemen o en un
nodo, que no son iguales; una iga posee 6 mien as que un sólido, 3. An e es o, es
necesa io dispone de un elemen o que pe mi a su unión. Un elemen o de cásca a,
como son las apas, lo pe mi e, omando en el lado del sólido 3 g ados de libe ad y en
el lado de la iga, 6.
O o aspec o ele an e que se p oduce al ealiza el modelado de es a o ma es
que se pod á isualiza el e ec o del abollamien o en las uniones ya que con elemen os
de iga es o no se ía posible. La siguien e imagen, mues a un ejemplo de es e e ec o:
Ilus ación 12. E ec o esul an e al emplea el modelado de sólidos con elemen os de iga y cásca a. Fuen e: p opia
2.5.2. Ma e ial
El ma e ial empleado pa a las simulaciones es AISI 1010 es i ado en ío con las
siguien es p opiedades mecánicas:
Tabla 3. P opiedades mecánicas del AISI 1010
P opiedad
Valo
Unidad
Densidad
7.87
g/cm3
Tensión elás ica
305
MPa
Tensión ul ima
365
MPa
Módulo elás ico
205
GPa
Módulo cizalladu a
80
GPa
Elemen o de iga
Elemen o
de cásca a
Elemen o
sólido
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𝐹 = 𝐹𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 · 𝑠𝑖𝑛𝜃
La di ección que se oma son 55o con la ho izon al siguiendo sen ido
an iho a io.
o Modelo:
Ilus ación 19. Condiciones de con o no pa a elemen os. Fuen e: p opia
- Impac o on ola e al ( on al ue a de ejes)
o Ca ga aplicada
▪ Fx = 120.0 kN
▪ Fy = 10.5 kN
▪ Fz = 0 kN
o Pun o de aplicación: C ee un nodo de aplicación de ca ga en el plano
del mampa o on al, en el cen o del mampa o on al. El nodo de
aplicación de ca ga puede es a conec ado ígidamen e al mampa o
on al y a los pun os de conexión del a enuado de impac o.
o Condiciones de con o no: Desplazamien o ijo (x, y, z) pe o no la
o ación de los nodos in e io es de ambos lados del a o p incipal y de
ambas ubicaciones donde se conec an el a o p incipal y el ubo del
a nés pa a homb os.
o Máxima de lexión pe mi ida: 25mm
o C i e io: allo no debe ocu i en ningún lado de la es uc u a
o Ano ación pe sonal: Se aplica la ca ga en el pun o de aplicación de la
no ma i a como una ca ga emo a con conexión ígida a los
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elemen os indicados po la no ma i a. La sujeción del ubo del a nés
pa a homb os se ealiza con la a is a que la une con el a o p incipal.
o Modelo:
Ilus ación 20. Condiciones de con o no pa a elemen os. Fuen e: p opia
- Anclajes caja de ba e ías
o Ca ga aplicada: La magni ud de las ca gas es la masa mul iplicada po
la acele ación.
▪ Chasis con es uc u a de sepa ación en e acumulado y pilo o
simila a una es uc u a de impac o la e al.
• ax = 20g
• ay = 20g
• az = 20g
▪ Chasis sin es uc u a de sepa ación en e acumulado y pilo o
simila a una es uc u a de impac o la e al.
• ax = 40g
• ay = 40g
• az = 20g
o Pun o de aplicación: La ca ga en la es uc u a del con enedo del
acumulado se aplica median e ca gas ubicadas en el cen o de
g a edad de cada celda / segmen o.
o Condiciones de con o no: Desplazamien os ijos (x, y, z) pe o no la
o ación en los nodos in e io es de ambos lados del a o p incipal y a o
on al
o Máxima de lexión pe mi ida: 25mm
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o C i e io: La plas i icación no debe ocu i en ningún lado de la
es uc u a
o Ano ación pe sonal: El chasis ca ece de es uc u a que sepa e ambos
elemen os, po lo que se oman las acele aciones co espondien es.
An e las di icul ades en simula el conjun o de la caja de ba e ías con
el chasis, se ha op ado po simula ambos po sepa ado en el que las
es icciones que se p oducen en la caja co esponden, con signo
con a io, con las ue zas que se eje cen sob e el chasis.
▪ Las es icciones de la caja se es ablecen en la pa e supe io
de los aguje os de las lengüe as, donde la cabeza del pe no
es a á en con ac o con és as. se conside a que la caja su e un
golpe que desplaza la caja hacia delan e.
▪ Las ca gas p o enien es de las es icciones de la caja, se
aplican en la cama de la caja de ba e ías con una o ien ación
según el signo. Es o es, se con empla que pueden es a en las
supe icies supe io es o in e io es de la cama, así como
ambién en el aguje o po el cual se encuen a el pe no. Las
ca gas e icales, se aplican en la a is a mien as que las
longi udinales y ans e sales, en las ca as in e io es del
aguje o.
o Modelo:
Ilus ación 21. Condiciones de con o no pa a el acumulado . Fuen e: p opia
Tabla 4. Fue zas de eacción de los anclajes del acumulado
Anclaje
Fue zas de eacción (N)
Eje x
Eje y
Eje z
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1
1281
1093.6
936.13
2
1341.3
1399.4
61.938
3
2449.2
7835.8
5402
4
2258.1
-2331.7
1611.9
5
2963.7
-2210.9
1542.5
6
4115.6
1418.2
4854.4
No a: Las ue zas aplicadas al chasis son de signo con a io a las
apa ecidas en es a abla
Ilus ación 22. Condiciones de con o no pa a elemen os es uc u ales (supe io ) y en combinación con sólidos
(in e io ). Fuen e: p opia
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Ilus ación 23. De alle de aplicación de la ue za. Fuen e: p opia
- Reposacabezas
o Ca ga aplicada
▪ Fx = 890 kN
▪ Fy = 0 kN
▪ Fz = 0 kN
o Pun o de aplicación: No se indica
o Condiciones de con o no: No se indica
o Máxima de lexión pe mi ida: No se indica
o C i e io: No se indica
o Ano ación pe sonal: Dado que únicamen e se es ablece el alo de la
ca ga sin indica nada más, se es ablece las siguien es condiciones de
o ma que se pueda de e mina las ensiones y el desplazamien o de
los componen es.
▪ Pun o de aplicación: Nodos de asien o del eposacabezas
▪ Condiciones de con o no: Desplazamien os ijos (x, y, z) pe o
no la o ación en los nodos in e io es de ambos lados del a o
p incipal y a o on al
▪ Máxima de lexión pe mi ida: 25mm
▪ C i e io: allo no debe ocu i en ningún lado de la es uc u a
o Modelo:
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Ilus ación 24. Condiciones de con o no pa a elemen os. Fuen e: p opia
Man eniendo es as conside aciones, es posible ealiza las di e en es
simulaciones que desemboca án en una solución cuyo obje i o consis e en
de e mina los diáme os de los di e en es ubos que con o man el chasis.
2.5.5. Condiciones de con o no ue a de no ma i a
Es as condiciones son complemen a ias a las an e io es. Aquí se busca es udia el chasis
cuando se le some e a condiciones u ina ias y no pun uales como lo es un impac o.
Debido a que no es án ecogidas en la no ma i a, se han es ablecido man eniendo el
c i e io de es e au o . En el anexo 5, se ecoge con más de alle el cálculo de los alo es
dados.
- Le an amien o del chasis
o Ca ga aplicada
▪ Fx = 0 g
▪ Fy = 50g
▪ Fz = 0 g
o Pun o de aplicación: Cen o de masa
o Condiciones de con o no: Desplazamien os ijos (x, y, z) pe o no la
o ación en los nodos in e io es del mampa o on al y de la pa e
ase a del ehículo.
o Máxima de lexión pe mi ida: 25mm
o C i e io: No supe a el lími e elás ico
o Modelo:
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Ilus ación 25. Condiciones de con o no pa a elemen os es uc u ales. Fuen e: p opia
- Apoyo del chasis le an ado
o Ca ga aplicada
▪ Fx = 0 N
▪ Fy = 1000 N
▪ Fz = 0 N
o Pun o de aplicación: En cada uno de los nodos de unión de los a os
p incipal y on al con la pa e in e io del chasis
o Condiciones de con o no: Desplazamien os ijos (x, y, z) pe o no la
o ación en los nodos in e io es del mampa o on al y de la pa e
ase a del ehículo.
o Máxima de lexión pe mi ida: 25mm
o C i e io: No supe a el lími e elás ico
o Modelo:
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Ilus ación 26. Condiciones de con o no pa a elemen os es uc u ales. Fuen e: p opia
- E ec o suspensión en el chasis
o Ca ga aplicada
▪ Fx = 0 N
▪ Fy = 1998.04 N
▪ Fz = ± 88.45 N (según o ien ación al in e io del chasis)
o Pun o de aplicación: En cada uno de los nodos localizados en el pun o
medio de los anclajes del iángulo supe io de la suspensión.
o Condiciones de con o no: Desplazamien os ijos (x, y, z) pe o no la
o ación en los nodos in e io es de los a os p incipal y on al.
o Máxima de lexión pe mi ida: 25mm
o C i e io: No supe a el lími e elás ico
o Ano ación pe sonal: Se ha supues o un ángulo de incidencia de la
esul an e de 67.5o espec o a la ho izon al, esul ando las ue zas
mos adas.
o Modelo:
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Ilus ación 27. Condiciones de con o no pa a elemen os es uc u ales. Fuen e: p opia
2.6. Diseño
Siguiendo con el esquema del modelado p esen ado en el apa ado an e io , la
malla que se mues a en el siguien e apa ado esume bien el mé odo de esolución
empleado pa a el análisis co ec o de las uniones.
Ilus ación 28. Modelo mallado. Fuen e: p opia
Como se puede e en la imagen, exis en 3 ipos di e en es de mallas:
- Sólidos: elemen os g ises mallado de o ma iangula
- Vigas: elemen os g ises mallado de o ma longi udinal
- Cásca as: elemen os na anjas mallados de o ma iangula
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Es necesa io des aca que los elemen os sólidos se han modelado uno a uno,
siendo de sección hueca y eniendo cuidado con las in e e encias en e ellos. En las
siguien es imágenes, se puede e un de alle de alguna de és as.
Ilus ación 29. De alles mallas del modelo. Fuen e: p opia
Siguiendo con el diseño del chasis, se puede esumi como un diseño i e a i o en
el cual el obje i o es de e mina las dimensiones de los elemen os que lo componen.
T as simula las condiciones de con o no explicadas en el apa ado an e io , se consigue
los esul ados mos ados en los anexos. A con inuación, se p esen a una pequeña pa e
de es os esul ados, así como de una abla que los esume. En el anexo 5, se puede
encon a los esul ados de los análisis con más de alle.
Ilus ación 30. Resul ado de la simulación del a o p incipal. Fuen e: p opia
En imagen supe io se mues a una de las soluciones ob enidas en el es udio del
a o p incipal, en donde se puede e que se supe a el lími e elás ico, po lo que se á
necesa io edimensiona es os pe iles.
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Ilus ación 35. De alle anclajes cin u ones homb os (supe io ) y egazo y an isubma ino (in e io ). Fuen e: p opia
Además, el ma e ial necesa io debe se AISI-1020 ya que exis en egiones donde
se p oduce una concen ación de ensiones que no es su icien e con los igidizado es.
Es e ma e ial iene las siguien es p opiedades mecánicas.
Tabla 8. P opiedades mecánicas ace o AISI-1020
P opiedad
Valo
Unidad
Densidad
7.87
g/cm3
Tensión elás ica
350
MPa
Tensión ul ima
420
MPa
Módulo elás ico
200
GPa
Módulo cizalladu a
72
GPa
Relación de poisson
0.29
-
Módulo comp esión
148
GPa
Po úl imo, algunos de los esul ados ob enidos pa a es a solución se p esen an
a con inuación. En el anexo 5, apa ece e lejado odas las simulaciones pa a odos los
casos es udiados.
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Ilus ación 36. Tensiones esul an es en el a o p incipal as añadi igidizado es. Fuen e: p opia
Ilus ación 37. Tensiones esul an es que supe an el lími e elás ico as añadi igidizado es, empleándose
isosupe icies. Fuen e: p opia
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Ilus ación 38. Tensiones esul an es en los anclajes de homb os. Fuen e: p opia
Pa a comple a es e apa ado de diseño, se decide es udia el compo amien o
del monoplaza an e es si uaciones muy di e en es.
La p ime a consis e en es udia la si uación del le an amien o del ehículo. La
segunda, cuando es e se apoya en sob e su chasis en una pla a o ma, y la e ce a, el
e ec o de la suspensión. Los esul ados mos ados a con inuación mues an cada uno
de es os es udios y señalan que no se comp ome e la in eg idad de la es uc u a. En el
anexo 5 se puede isualiza mejo los esul ados, así como las condiciones de con o no.
Ilus ación 39. Tensiones esul an es en el le an amien o del ehículo. Fuen e: p opia
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Ilus ación 40. Tensiones esul an es en el apoyo del chasis en una supe icie. Fuen e: p opia
Ilus ación 41. Tensiones esul an es debido al e ec o de las suspensiones. Fuen e: p opia
Po o o lado, ambién se es udió el e ec o que iene el ma e ial en el peso. Se
buscaba educi el peso median e un ma e ial con p opiedades mecánicas simila es al
AISI-1020, pe o si modi ica las secciones de los pe iles. Aunque el PVC no enga, ni de
lejos, la esis encia de un ace o, su apa ición se debe a que, si se compa a con la ib a
de ca bono, se ap ecia que la masa de es e úl imo se ap oxima mucho al PVC.
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Po lo an o, se puede conclui que es necesa io da el sal o hacia la ib a de
ca bono, ya que su educción de peso es muy signi ica i o, consiguiéndose además, una
esis encia mayo que el ace o seleccionado. Es o se puede e en la siguien e abla:
Tabla 9. Peso del ehículo modi icando el ma e ial y sin a ia las secciones de los pe iles
Ace o
AISI-1020
Ace o aleado
4130
Aleación Aluminio
5445-H34
Fib a de ca bono
Hexcel AS4C
(3000 ilamen os)
PVC
Peso chasis (kg)
83.41
83.41
28.51
19.81
13.78
Recopilando los aspec os des acables de odos los es udios ealizados du an e el
TFM, el esul ado inal cons a, po lo an o, de los elemen os esumidos en la siguien e
abla:
Tabla 10. Dimensiones pe iles inales. Fuen e: p opia
Tipo sección
Dimensiones (mm)
Longi ud (mm) /
unidades (unid)
Empleo
Ci cula hueca
48x2
1107.44
Mampa o on al
40x3
650
Ba a anclajes cin u ones de
homb os
40x2
8971.9
(2055.64 A o on al
+
3316.26 A o p incipal
+
3600 base habi áculo)
A o p incipal, a o on al y
base habi áculo
35x2
31549.42
Res o de componen es
10x2
1375.74
Reposacabezas
Rec angula
50x30x2.6
2786.41
Cama caja de ba e ías
Chapa
Espeso = 5mm
6 unid (anclajes
cin u ones)
+
2 unid ( igidizado es)
Rigidizado es a o p incipal y
anclajes cin u ones egazo,
an isubma ino y homb os
Chapa
Espeso = 2mm
2 unid
Rigidizado es a o p incipal
Chapa
Espeso = 1.5mm
1 unid
Mampa o on al
Además, el ma e ial empleado debe se AISI 1020. También puede se o o
ma e ial, siemp e y cuando enga unas p opiedades mecánicas iguales o supe io es. En
el caso de emplea o o, se debe ene cuidado con la soldabilidad del ma e ial. En es e
caso, como se u iliza un AISI-1020, sus p opiedades son:
- Masa: 83.41 kg
- Longi ud: 2410mm
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- Al u a máxima: 1240mm
- Anchu a máxima: 690mm
Ilus ación 42. Vis as del chasis inal. Fuen e: p opia
Po úl imo, se ealizó una comp obación de cada eque imien o del chasis,
conside ando odos los componen es del ehículo, y se de ec ó que el habi áculo no
p esen aba el espacio su icien e pa a que la plan illa pasase, ya que exis ía un con lic o
con la caja de ba e ías, como se ap ecia en la imagen:
Ilus ación 43. Con lic o en e acumulado y plan illa. Fuen e: p opia
Midiendo la dis ancia necesa ia, se obse a que es necesa io ab i el habi áculo
unos 13cm. Es a abe u a, se ealiza de o ma longi udinal, sin a ec a a las dimensiones
o ales del chasis, pe o si a la dis ancia en e ejes y a la posición de la g a edad.
T as es e cambio, es necesa io e i ica que no exis en cambios signi ica i os con
los cálculos del mismo modelo, pe o con el habi áculo meno . Es o es, oma el chasis
del pun o 3.5.2.7.4 pa a compa a lo con es e nue o. En la siguien e abla se ecogen los
esul ados ob enidos de las simulaciones de es e chasis modi icado:
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
54
Tabla 11. Compa ación chasis. Fuen e: p opia
Es udio
Compa ación esul ados
Elemen o
Chasis 3.5.2.7.4
Co ección
Unid.
A o p incipal
Vigas
248.3
243.8
MPa
Desplaz.
4.1
4.1
mm
A o on al
Vigas
144.6
147.5
MPa
Desplaz.
2.43
2.33
mm
Impac o la e al 1
Vigas
137.8
159.4
MPa
Desplaz.
0.94
1.3
mm
Impac o la e al 2
Vigas
115.2
133.1
MPa
Desplaz.
0.92
0.98
mm
Impac o la e al 3
Vigas
101.5
104.4
MPa
Desplaz.
0.78
0.86
mm
Impac o la e al 4
Vigas
118.6
120.3
MPa
Desplaz.
0.89
0.9
mm
Impac o on al
Vigas
280.8
301
MPa
Desplaz.
2.9
3.46
mm
Anclajes cin u ón de
homb os
Vigas
246.7
246.7
MPa
Desplaz.
3.1
3.1
mm
Anclajes cin u ones de
egazo y an isubma ino
Vigas
190.9
200.1
MPa
Desplaz.
1.2
1.77
mm
Impac o on ola e al
Vigas
288.0
274.8
MPa
Desplaz.
1.44
4.6
mm
Anclajes caja de ba e ías
Vigas
181.1
180.7
MPa
Desplaz.
0.42
0.42
mm
Reposacabezas
Vigas
263.1
263.1
MPa
Desplaz.
1.81
1.81
mm
Como se puede e en la abla an e io , el e ec o de hace el cockpi mayo sin
al e a las dimensiones o ales del chasis apenas se ap ecia, po lo que no hace al a
ealiza un es udio de las uniones más de allado.
Po an o, es e chasis iene las siguien es ca ac e ís icas muy simila es al chasis
3.5.2.7.4, pe o en cuan o a su cen o de g a edad y su dis ancia de ejes, a ia
signi ica i amen e.
La nue a dis ancia en e ejes se queda en 1665 mm, an es 1530mm. En cuan o
al cen o de g a edad, és e queda como mues a la imagen.
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
55
Ilus ación 44. Posición del cen o de g a edad. Fuen e: p opia
Compa ando ambos chasis, la a iación ha sido como se mues a:
Ilus ación 45. Compa ación chasis. Fuen e: p opia
Po úl imo, es in e esan e obse a cómo queda el cen o de g a edad de odo el
conjun o. És e se ubica muy ce cano al del pilo o y, so p enden emen e, a la misma
dis ancia en e ambos ejes. Es as dis ancias son:
Tabla 12. Dis ancias del cen o de g a edad a los ejes. Fuen e: p opia
Dis ancia (mm)
Eje delan e o – CG
827
CG – Eje ase o
837
Di e encia
10
Chasis 3.5.2.7.4
Chasis nue o
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ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
56
2.7. Conclusiones
T as los di e en es es udios ealizados se concluye es e TFM que el chasis
es ace o AISI-1020 con los siguien es elemen os:
Tabla 13. Elemen os inales. Fuen e: p opia
Tipo sección
Dimensiones (mm)
Longi ud (mm) /
unidades (unid)
Empleo
Ci cula hueca
48x2
1107.44
Mampa o on al
40x3
650
Ba a anclajes cin u ones de
homb os
40x2
9009.42
(2055.64 A o on al
+
3316.26 A o p incipal
+
3637.52 Base
habi áculo)
A o p incipal, a o on al y
base habi áculo
35x2
31549.42
Res o de componen es
10x2
1375.74
Reposacabezas
Rec angula
50x30x2.6
2786.41
Cama caja de ba e ías
Chapa
Espeso = 5mm
6 unid (anclajes
cin u ones)
+
2 unid ( igidizado es)
Rigidizado es a o p incipal y
anclajes cin u ones egazo,
an isubma ino y homb os
Chapa
Espeso = 2mm
2 unid
Rigidizado es a o p incipal
Chapa
Espeso = 1.5mm
1 unid
Mampa o on al
Su modelo se mues a a con inuación:
Algunos pa áme os de in e és de es e chasis son:
- Masa: 83.41 kg
- Longi ud: 2410mm
- Al u a máxima: 1240mm
- Anchu a máxima: 690mm
- Di e encia de dis ancias en e CG y ejes: 10mm
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
57
Además, ambién se concluye que, si se desea se más compe i i o desde
el pun o de is a del chasis, es necesa io emplea o o ma e ial como la ib a de ca bono,
ya que su peso disminuye d ás icamen e, al y como se mos ó en la abla 13.
2.8. Bibliog a ía
- Luque, P., Ál a ez, D., Ve a, C., 2013. Ingenie ía del au omó il, Sis emas y
compo amien o dinámico. Pa anin o.
- No ma i a de la compe ición de la Fó mula SAE que puede se encon ado en la
siguien e URL:
h ps://www. saeonline.com/cdsweb/gen/Documen Resou ces.aspx
- No ma i a de la compe ición de la Fó mula S uden Ge many que puede se
encon ado en la siguien e URL: h ps://www. o mulas uden .de/ sg/ ules/
- Base de da os de ma e iales que puede se encon ado en la siguien e URL:
h p://www.ma web.com/
- Gómez Díaz, J., 2018, TFG Es udio y p opues as de mejo a de la suspensión de
un ehículo Fo mula S uden , Reposi o io Ins i ucional ULL
- Ca álogo Gene al de Tubasol que puede se encon ado en la siguien e URL:
h p://www.g upohas inik.com/en/p oduc os- ubasol/
2.9. Resumen
En es e T abajo de Fin de Más e se diseña un chasis siguiendo los
eque imien os de la compe ición Fo mula S uden . Además, se emplea un mé odo
no edoso en es e ipo de es uc u as median e la combinación de es ipos de
elemen os, pa a consegui una mejo ep esen ación de las uniones sin epe cu i
signi ica i amen e en los ecu sos compu acionales empleados.
Po o o lado, se compa a cada una de las soluciones ob enidas y se es ablecen
líneas de ac uación pa a mejo a el diseño.
2.10. Abs ac
This Final Mas e P ojec designs a chassis ollowing equi emen s o he Fo mula
S uden compe i ion. In addi ion, a new me hod is used in his ype o s uc u es by he
combina ion o h ee di e en elemen s, o achie e a be e ep esen a ion o junc ions
wi hou in luencing signi ican ly on compu a ional esou ces used.
On he o he hand, each o he solu ions ob ained is compa ed and lines o ac ion
a e es ablished o imp o e he design.
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
64
ambién se comp oba án los elemen os y he amien as que se
u ilizan y es án en con ac o con la pa e eléc ica. Únicamen e se
aplica a los ehículos eléc icos.
▪ Inspección mecánica: en es a ase se e isa los componen es
mecánicos del monoplaza y, pa a ello, es necesa io en ega la
documen ación que se p ecise.
▪ Inspección sin conduc o : se e i ica que los senso es empleados
es án aco des con la no ma i a, así como los elemen os y
he amien as que se emplea ían.
▪ P ueba de inclinación: se le some e al ehículo una inclinación de
60º po medio de una mesa inclinable. Es a mesa se inclina has a los
60º y pe mi e de e mina si exis en pe didas de luidos o allos en
las suspensiones, ya que se obliga a que, pa a supe a la p ueba, no
exis an pe didas de luidos ni la sepa ación de alguna de las uedas
de la mesa.
▪ Pesaje del ehículo: es a pa e de la inspección no se a a de una
p ueba como al, sino de un aspec o imp escindible pa a de e mina
si han exis ido modi icaciones du an e el e en o. Pa a ello, se
de e mina el peso del ehículo mon ándolo en una báscula.
▪ P ueba de uidos: consis e en e i ica que no se supe a el lími e de
uido ma cado po no ma i a. Únicamen e se emplea pa a
monoplazas de combus ión.
▪ P ueba de llu ia: se comp ueba que no hay pene ación del agua en
los componen es eléc icos. Pa a ello, se ocía el ehículo con agua
en o ma de sp ay mien as el sis ema de acción es á ac i o. Es
imp escindible habe supe ado la inspección eléc ica an es de
ealiza és a.
▪ P ueba de enado: consis e en bloquea las cua o uedas del
monoplaza sin cala el mo o . En el caso de ehículos eléc icos, es e
bloqueo debe se pu amen e mecánico, po lo que se debe
desconce a la elec ónica que de ec a el pedal de eno. Además,
se debe e i ica que la luz de eno se ilumina adecuadamen e.
▪ P ueba de sis ema de enado de eme gencia: se comp ueba el
uncionamien o del sis ema de enado de los ehículos au ónomos.
Pa a ello, se le hace ena de mane a o ui a as habe lo
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
65
acele ado. Es simila a la p ueba de enado an e io , pe o no es
necesa io bloquea las cua o uedas.
▪ Inspecciones de pos -e en o: T as cada e en o (o p ueba) se puede
ealiza una inspección de mane a alea o ia, pa a e mina de
e i ica que los monoplazas que han pa icipado, cumplen con la
no ma i a y que no han su ido ninguna al e ación no con emplada.
A medida que se an pasando las p uebas, se ecibe una pega ina, las
cuales deben es a dispues as en el mo o del monoplaza.
o Diseño de ingenie ía:
Es a p ueba pe sigue e alua el p oceso de ingenie ía del es udian e y el
es ue zo que se ealizó en el diseño de un ehículo, cumpliendo con el
p opósi o de la compe ición. Aquí, no se busca e alua aquellos
componen es y sis emas pa en ados que se inco po an en el diseño del
ehículo como elemen os e minados, sino que sólo se e alúan en unción
de la selección del equipo y la aplicación de esa unidad.
Pa a es a pa e, es necesa io p esen a dos documen os ( es en el caso de
se DV). Es os se explican a con inuación:
▪ In o me de diseño de ingenie ía: documen o que debe con ene una
b e e desc ipción del ehículo en gene al indicándose los obje i os
de diseño del equipo.
▪ Hoja de especi icaciones de diseño: se indica las especi icaciones de
diseño que se han empleado pa a el diseño y que se ienen que
cumpli en la ab icación del ehículo.
▪ In o me de diseño au ónomo: debe con ene una desc ipción del
sis ema au ónomo jun o con los obje i os de diseño del equipo.
Ilus ación 46. Pega inas ehículo de combus ión. Fuen e:
www.SCAA.com
Ilus ación 47. Pega inas ehículo eléc ico.
Fuen e: MIT mo o spo s - Fo mula SAE Team
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
66
Los jueces e alua án el es ue zo de ingenie ía en unción de los
documen os en egados po el equipo, las espues as a las p egun as y una
inspección del ehículo. Además, inspeccionan el ehículo pa a de e mina
si los concep os de diseño son adecuados y ap opiados pa a la aplicación
(en elación con los obje i os es ablecidos en las eglas). En caso de no
pode se explica de o ma adecuada la ingenie ía y la cons ucción del
ehículo, se puede descon a pun os.
En la siguien e abla se mues a las pun uaciones máximas que se pueden
alcanza , así como las di e en es ca ego ías que se e alúan, pa a la
no ma i a a la que hace e e encia.
Tabla 14. Ca ego ías y pun uaciones pa a diseño de ingenie ía pa a la no ma i a de FS Ge many
Ca ego ía
Pun os
To al
CV/EV/DV
Concep o gene al de ehículo
25
150
Rendimien o del ehículo
35
Ingenie ía Mecánica / Es uc u al
25
T en mo iz
35
LV-Elec ics / Elec onic
10
In e az del con olado / [DV]
Ac uado es del sis ema au ónomo
15
In o me de Diseño de Ingenie ía
5
DV
Desa ollo de ha dwa e
10
150
Desa ollo de so wa e
10
Plani icación
20
Localización y Mapeo
20
In e p e ación de da os del senso
20
Segu idad Segu idad
10
Redes de ehículos / P ocesamien o de da os
15
Validación, Simulación y P uebas
15
In o me de Diseño Au ónomo
15
Visualización de da os / Uso de he amien as
15
o Análisis de cos es y ab icación:
Su obje i o es e alua la comp ensión del equipo de los p ocesos de
ab icación y los cos os asociados con la cons ucción del p o o ipo. Es o
incluye el in e cambio de decisiones en e con enido y cos o o en e hace
o comp a y comp ende las di e encias en e p o o ipo y p oducción en
masa.
Aquí es muy impo an e ealiza una lis a de ma e iales, en la cual se de alla
cada uno de los ma e iales que o ma el ehículo, así como los sis emas en
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
67
los que es án di ididos y sus ensamblajes. Además, en o o documen o, se
ha de p epa a o a lis a de ma e iales que aba que, aho a sí, los p ocesos
de ab icación, las he amien as empleadas, ma e ial, e c., siendo es á de
mayo p o undidad que la lis a de ma e iales an e io . De o ma simila , se
debe p esen a los cos es que suponen la ab icación, ma e iales, e c.,
incluso de la mano de ob a.
Todos es os documen os se án e aluados y cali icados po ca ego ías,
ecogidas, a con inuación:
Tabla 15. Ca ego ías y pun uaciones pa a análisis de cos e y ab icación pa a la no ma i a de FS Ge many
Ca ego ía
Pun os
Fo ma o y exac i ud de los documen os
5
Conocimien o de documen os y ehículos.
5
Con enido y exhaus i idad de la lis a de ma e iales
20
Realismo del CBOM
20
Discusión Pa e 2 "En endimien o de cos os"
50
To al
100
Además, exis e una penalización si hay algún elemen o ol idado en las lis as
de ma e iales. Es as penalizaciones se ecogen en la siguien e abla:
Elemen o ol idado
Pun os
Ensamblaje
-5
Pa e
-3
P oceso/Ma e ial
-1
o P esen ación del plan de negocio:
El obje i o es e alua la capacidad del equipo pa a desa olla y o ece un
modelo de negocios in eg al que demues e que su p oduc o, su ehículo,
pod ía se una opo unidad de negocio g a i ican e. Se desa olla median e
una p esen ación de no más de 10min an e unos jueces que se án a ados
como si uesen los in e so es po enciales pa a el modelo de negocio.
Ob iamen e, el plan de negocios debe es a elacionado con el p o o ipo
especí ico insc i o en la compe ición. La e aluación de es e e en o se ealiza
a endiendo a nue e ca ego ías:
Tabla 16. Ca ego ías y pun uaciones pa a la p esen ación del plan de negocio pa a la no ma i a de FS Ge many
Ca ego ía
Pun os
Resumen ejecu i o
10
No edad
10
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
68
Con enido
20
Finanzas
10
Tema de buceo p o undo
10
Demos ación y es uc u a
15
En ega
10
P egun as
10
Imp esión gene al
5
To al
100
- Dinámicas: Se a a de p uebas en las que el ehículo es á en mo imien o. Aquí, se
c onome a el paso del monoplaza y se clasi ica en unción del iempo empleado
pa a comple a la basándose en un sis ema de pun os. Todas es as p uebas es án
ma cadas con conos, an o el in e io como el ex e io . Es as p uebas son:
o Skidpad: consis e en ealiza un azado simila a un “8”, de ahí que ambién
se le conozco como “el ocho”, en donde se en a po un lado de la unión de
ambos cí culos y se sale po el o o lado de dicha unión. Es o se puede
ap ecia en la siguien e igu a.
Ilus ación 48. Plano p ueba skidpad. Fuen e: No ma i a
El p ocedimien o es el siguien e, al y como se de alla en la no ma i a y
e lejado en la igu a an e io :
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
69
El ehículo en a á pe pendicula a la igu a de ocho y oma á una uel a
comple a en el cí culo de la de echa pa a es ablece el gi o. La p óxima
uel a es a á en el cí culo de echo y se c onome a á. Inmedia amen e
después de la segunda uel a, el ehículo ing esa á al cí culo izquie do pa a
la e ce a uel a. La cua a uel a es a á en el cí culo izquie do y se
c onome a á. Inmedia amen e después de e mina la cua a uel a, el
ehículo sald á de la pis a pe pendicula a la igu a de ocho y se mo e á en
la misma di ección en la que ing esó.
o Au oc oss: consis e en un azado in e io a 1,5 km que a ía en cada una
de las ediciones man eniendo algunas ca ac e ís icas, las cuales son:
▪ Rec as: no más de 80 m.
▪ Gi os cons an es: has a 50 m de diáme o.
▪ Gi os de ho quilla: mínimo de 9 m de diáme o ex e io (del gi o)
▪ Slaloms: Conos en línea ec a con un espacio de 7,5 a 12 m.
▪ O os: chicanes, gi os múl iples, gi os de adio dec ecien es, e c.
▪ El ancho mínimo de la pis a es de 3 m.
La siguien e imagen mues a un ejemplo de un azado de au oc oss. Se
puede ap ecia el inicio y el inal de és e.
Ilus ación 49. Plano ejemplo p ueba au oc oss. Fuen e: h ps://slideplaye .com/slide/12158243/
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
70
o Acele ación: se a a de un azado ec o de 75m en el que el ehículo pa e
desde el eposo. En es a p ueba, se man iene el acele ado pisado du an e
odo el iempo has a c uza la línea de me a, en el cual se disminuye la
elocidad pa a de ol e el coche hacia el pun o de pa ida.
Ilus ación 50. Plano p ueba acele ación. Fuen e: h ps://slideplaye .com/slide/12158243/
o Endu ance (Resis encia): al igual que en la p ueba de au oc oss, se a a de
un azado, ap oximadamen e de 1km, cuya dis ibución a ía cada año,
pe o man eniendo algunas ca ac e ís icas básicas, las cuales son:
▪ Rec as: no más de 80 m.
▪ Gi os cons an es: has a 50 m de diáme o.
▪ Gi os de ho quilla: mínimo de 9 m de diáme o ex e io (del gi o)
▪ Slaloms: Conos en línea ec a con un espacio de 7,5 a 12 m.
▪ O os: chicanes, gi os múl iples, gi os de adio dec ecien es, e c.
▪ El ancho mínimo de la pis a es de 3 m.
Un ejemplo de es e ci cui o queda e lejado en la siguien e igu a:
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
71
Ilus ación 51. Plano ejemplo p ueba endu ance. Fuen e: h ps://slideplaye .com/slide/12158243/
Pa a comple a la p ueba, es necesa io comple a 22km o, dicho de o o
modo, 22 uel as. Pa a ello, es necesa io que la ealicen 2 pilo os (11km
cada uno), po lo que el cambio de pilo o se ealiza a mi ad de la p ueba.
Es e hecho se ealiza a mi ad de la p ueba, una ez que el p ime pilo o
comple e sus 11 uel as.
Debido a las ca ac e ís icas de la p ueba y su longi ud, se pe mi e que a ios
ehículos es én en el ci cui o en el mismo momen o. Po ello, exis en zonas
pa a ealiza un adelan amien o segu o. Además, se pe mi e el cambio de
neumá icos en mi ad de la p ueba, en el cambio de pilo os, o cuando las
condiciones me eo ológicas lo equie an.
Como añadido a es a p ueba, se conside a un ac o no enido en cuen a en
p uebas an e io es, la e iciencia, la cual apo a pun os a los ya conseguidos
as la pa e c onome ada.
A endiendo a los c i e ios desc i os, cada equipo ecibi á unos pun os según la p ueba
que dispu en. Gana á aquel equipo que mayo núme o de pun os consiga. En la siguien e
abla, se p esen a un esumen de cada una de las p uebas, así como de sus pun uaciones.
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
72
Tabla 17. Resumen p uebas y pun uaciones pa a la no ma i a de FS Ge many
Pun os
CV / EV
DV
P uebas es á icas
P esen ación del plan de negocio
75
75
Análisis de cos es y ab icación
100
100
Diseño de ingenie ía
150
300
P uebas dinámicas
Skidpad
75
75
Acele ación
75
75
Au oc oss
100
100
Endu ance
325
-
E iciencia
100
75
T ackd i e
-
200
To al
1000
1000
Además, la compe ición se clasi ica en dos g upos, denominado clases, que ienen una
se ie de ca ac e ís icas comunes. El compe i den o de una de es as clases iene de e minado
po la ase del p oyec o en la que se encuen e el equipo. Es deci :
- Clase 1: se e ie e a aquellos monoplazas que es án lis os pa a co e , es deci ,
es án comple amen e diseñados y mon ados pa a ealiza las p uebas dinámicas.
- Clase 2: se e ie e a aquellos monoplazas que no es án p epa ados pa a co e , es
deci , que es án en ase de diseño (planos), mon aje o que, aun es ando
comple amen e mon ados, ienen p oblemas y no se les puede pone en
uncionamien o. Es a clase únicamen e puede compe i en las p uebas es á icas.
Es necesa io des aca que no odas las compe iciones admi en odas es as clases. Po
ejemplo, FS Ge many obliga a que odos sus compe ido es engan sus monoplazas p epa ados
pa a co e . En cambio, FS UK pe mi e que los compe ido es pueden i según la ase del
p oyec o. Dicho de o a o ma, FS Ge many solo pe mi e pa icipa si el monoplaza es á en
clase 1 mien as que FS UK pe mi e cualquie a de las clases nomb adas an e io men e.
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
73
3.2. Anexo II - No ma i a
La Fomula S uden p o iene de la Fo mula SAE. Po an o, la no ma i a que u iliza,
suele se una adap ación de és a a la que se le añaden cie os ma ices y o as disposiciones,
pa a que cumpla los es ánda es eu opeos. Es o es lo que ocu e con las no ma i as
desa olladas po Alemania (FS Ge many) y po el Reino Unido (FS UK). Además, cada
o ganizado o ganizado eu opeo, dispone de su p opia no ma i a donde exis en algunas
limi aciones que no es án con empladas en o as.
Aho a bien, no es muy común que ocu a es o. Muchos e en os u ilizan la no ma i a
de o o e en o pa a o ganiza el suyo. Es deci , se basan en la no ma i a de o o. Es o es lo
que ocu e en España (FS Spain), que emplea la no ma i a de FS Ge many como ma co
no ma i o pa a los monoplazas que ayan a compe i en su e en o.
Una de las en ajas de que exis a una misma no ma i a, es que pe mi e que los
equipos pa icipen en a ios e en os en el mismo año, si no coinciden en el calenda io,
omen ando el in e cambio de ideas y opiniones, incluso ap ende nue as soluciones y
écnicas, y mejo ando la capacidad de inno a y ac ua an e si uaciones imp e isibles.
Du an e el desa ollo de es e TFM, se han empleado 4 no ma i as di e en es:
- No ma i a Fo mula SAE 17-18
- No ma i a Fo mula SAE 18-19
- No ma i a Fo mula S uden Ge many 17-18
- No ma i a Fo mula S uden Ge many 18-19
La exis encia de que es as no ma i as es én duplicadas, se debe a que cada año su e
lige as modi icaciones, pe o odas es as ienen una es uc u a en común, que se explica a
con inuación, aunque el o den puede no se el mismo. Po segui un o den, y dado que es e
TFM se ha cen ado más en la no ma i a alemana, los apa ados que a con inuación se
p esen an, co esponden a és a:
- Regulaciones adminis a i as: en es a pa e se expone una isión gene al de la
compe ición. Se explica el p ocedimien o de és a y las ca ac e ís icas básicas no
écnicas del monoplaza en cuan o a su elegibilidad pa a la compe ición, así como
las no mas de conduc a y los eque imien os pa a equipos y pa icipan es. Además,
p esen a un apa ado dedicado exclusi amen e a la documen ación y una se ie de
eglas gene ales, donde se señalan aspec os como la ealización de p uebas y el
abajo segu o o ma e iales ilegales y alcohol.
- Reque imien os écnicos gene ales: aquí se p esen an los aspec os écnicos del
monoplaza que ienen un ca ác e gene al. Es deci , aquellos elemen os comunes
pa a los 3 ipos de monoplazas. Cons a de a ias pa es:
o Reque imien os gene ales de diseño
o Diseño gene al de chasis
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
80
3.4. Anexo IV – Es ado del a e de los monoplazas
En es e anexo se p esen a una abla con las ca ac e ís icas de los di e en es equipos que han
compe ido en el año 2017. Luego, se expone o a abla que se co esponde con monoplazas
que siguen una línea simila usando como e e encia en el chasis.
81
3.4.1. Es ado del a e de los ehículos del año 2017.
Tabla 18. Análisis equipos compe ido es en Ba celona 2017
Equipo
Cons ucción
del casco
Ma e ial
Tamaño
(La go/ancho/al o)
Wheelbase
/ ack
(FR/R )
Suspensión
Peso
con
68kg
(F /R )
Goma (F /R )
Llan a (F /R )
BARCELONA
Compues o
CFRP /
aluminio
sandwich
monocasco
Panal de
aluminio/
p eimp egnado
CFRP
2922mm /
1451mm /
1183mm
1540mm /
1200mm /
1150mm
Double unequal
leng h A-A m.
Va illa de empuje.
131kg
/
152kg
18x7,5 R10
Hoosie R25B
7x10 ET35
Lamina ed
ca bon ibe
im
BAYREUTH
Monoc omo
CFRP
comple o con
F en e de
aluminio y a o
p incipal de
ace o
P eimp egnado
híb ido CFRP & C
/ AFRP, panla de
alumnio, espuma
es uc u al
Rohacell y
adhesi o epoxi.
2920mm /
1388mm /
1195mm
1530mm /
1180mm /
1180mm
Doble longi ud
desigual A-A m.
F on al: Ba a de
acción / T ase a:
Muelle y
amo iguado
accionados po
empujado .
126kg
/
137kg
18.0 x 7.5 -
R10 Hoosie
R25B
8.0 x 10, 35.0
mm o se , 2
pc CFRP im
con aluminio
en el eje.
BRAUNSCHWEIG
Todo
monoc omo
CFRP con
aluminio de
panal.
2946mm /
1388mm /
1195mm
1530mm /
1164mm /
1138mm
Doble longi ud
desigual A-A m.
Accionado con
a illa de empuje
eso e
amo iguado .
145kg
/
145kg
Con inen al
205 / 470 R13
7x13, 22 mm
O se , 1 Pc
Al Rim
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
82
AMBERG
Compues o
CFRP / aluminio
sandwich
monocasco
Panal de
aluminio/
p eimp egnado
CFRP
2922mm /
1451mm /
1183mm
1530mm /
1200mm /
1180mm
Doble longi ud
desigual A-B azo,
pulsado
accionado unidad
amo iguado a ZF
/ Sachs, ba a
an i uelco ipo U
82kg /
122kg
Hoosie
18.0x7.5-10
R25B
7.0x10, 21.4
mm o se ,
CFRP-Al im
AUGSBURG
Monocasco
compues o de
una sola pieza
con es uc u as
an i uelco
Fib a de ca bono
con panal ubo
de ace o S355 de
25 mm de
diáme o
2888mm /
1425mm /
1030mm
1535mm /
1250mm /
1200mm
B azos dobles
desiguales, a illa
de empuje,
ho izon al dampe
("apagado ")
132kg
/
178kg
con inen al
c16 slick
(205/470R13)
7Jx13
magnesium
oz im
BREMEN
Monocasco de
CFRP con
es uc u a de
sandich de
espuma
UD, Biax, sa ga,
malla de cob e,
espuma ohacell
3172mm /
1320mm /
1190mm
1730mm /
1140mm /
1130mm
Doble longi ud
desigual A-B azo.
Va illa de empuje
eso e y
amo iguado
o ien ados
ho izon almen e
143kg
/
175kg
18.0x6.0-10 /
18.0x7.5-10
Hossie R25B
5.75x10 /
7.75x10,
30mm o se .
sel -designed
inne AI im
DARMSTADT
Monocasco
Una pieza de
CFRP con
alumino en panal
3100mm /
1400mm /
1100mm
1585mm /
1220mm /
1170mm
Doble b azo
134kg
/
134kg
Pi elli 185/40
R13
Aluminiun-
CFRP Hyb id /
Aluminiun-
CFRP Hyb id
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
83
DELFT
Monocasco de
CFRP con
alumino de
panal
TeX eme
100gsm wea e,
Del aTech M46J
+ STS UD
p ep egs
imp egn. wi h
MTC510,
Plasco e Al5052
co e
2867mm /
1442mm /
1190mm
1530mm /
1200mm /
1200mm
B azos de doble
longi ud desigual,
ba a de acción
( en e) y ba a de
empuje ( ase a)
que ac úa sob e
SDS e ical
110kg
/
115kg
225x368-R10,
V edes ein
Slick
Compound
F on and
Rea
214mm, sel -
made 2-piece
CFRP im
F on and
Rea
DIEPHOLZ
Espacio ubula
25C Mo4
3100mm /
1510mm /
1226mm
1590mm /
1300mm /
1200mm
Doble ho quilla,
a illa de empuje,
i ado de a illa
145kg
/
205kg
18.0x6.5-10
Hoosie R25B
/ 19.5x6.5-10
Hoosie WET
10.0x6.5 CFK
Rim
DRESDEN
Monocasco de
CFRP
CFRP con
alumino de panal
3035mm /
1405mm /
1153mm
1550mm /
1200mm /
1150mm
B azo de doble
longi ud desigual ,
a illa de empuje
136kg
/
136kg
205/ 470 R13
Con inen al
7x13, 30mm
o se , Mg
im
FREIBERG
Monocasco con
pa e pos e io
undida
hojas de
magnesio (AZ31)
/ aluminio (5754)
y núcleo de panal
de aluminio
2978mm /
1405mm /
1194mm
1530mm /
1200mm /
1160mm
B azo de doble
longi ud desigual.
Coilo e s
o ien ados con
palanca de
empuje. Ba a
es abilizado a en
o ma de U.
139kg
/
144kg
205x34 R13,
Con inen al
C17
7x13, 34mm
o se , 2pc -
CFRP shell,
Mg-cen e
GÖTEBORG
Monocasco
CFRP de una
sola pieza con
núcleo alumino
CFRP
p eimp egnado y
paneles
sándwich Al
2891mm /
1465mm /
1183mm
1530mm /
1250mm /
1200mm
Doble longi ud
desigual A-B azo.
115kg
/
141kg
Hoosie R25B
18x10x6
10x6 CFRP
Cus om
made ims,
+4.7mm
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
84
en panal y a o
on al
in eg ado
Honeycomb (1/2
y 1 pulgada)
Reso e accionado
y el amo iguado .
o se / 10x6
CFRP Cus om
made ims,
+4.7mm
o se
GÖTTINGEN
Espacio ubula
S235 +C , S355
+N ; 26x2,
26x1.2, 28x2
2780mm /
1393mm /
1244mm
1555mm /
1190mm /
1140mm
doble b azo,
longi ud desigual,
a illa de empuje,
eso e y
amo iguado
ho izon almen e
125kg
/
127kg
205/470 R13,
Con inen al
C16 /
205/470 R13,
Con inen al
C16
7x13, 30mm
o se , 1pc Al
Rim / 7x13,
30mm o se ,
1pc Al Rim
HAMBURG
Es uc u a
monocasco con
p eimp egnado
y ma e ial de
nido de abeja
de aluminio
IMS65 UD Fib es
2925mm /
1415mm /
1140mm
1530mm /
1150mm /
1200mm
Doble longi ud
desigual A-B azo.
Amo iguado y
eso e de ai e
accionados po
a illas
141kg
/
142kg
Con inen al
C17
13
HANNOVER
Monocasco de
CFRP y panal de
aluminio
K200K 1200
CP004 42 (CFRP
P ep eg),
PAMGXR1-
6.1-1/8-15-N-
5056 (Aluminium
Honeycomb)
2939mm /
1432mm /
1088mm
1555mm /
1220mm /
1180mm
Doble longi ud
desigual A-B azo.
Amo iguado de
muelle de ai e
o ien ado
ho izon almen e
con a illa de
empuje
149kg
/
155kg
Con inen al
C17 205/470
R13
7J x 13 o se ,
46mm o se ,
3pc, Al Rim
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
85
INGOLSTADT
Cons ucción
sándwich
monocasco
con ba as de
odillo
ubula es de
ace o
Panel sándwich
Rohacell
2868mm /
1456mm /
1196mm
1550mm /
1378mm /
1335mm
B azo A doble,
ac uado de
a illa de empuje,
muelle
amo iguado
135kg
/
140kg
205/470 R13
Con inen al
7 x13, 30mm
o se , 1pc
Mg
KAISERSLAUTERN
Monocasco de
una sola pieza,
ubula ba as
de odillo de
ace o
Fib a de ca bono
y p eimp egnado
unidi eccional,
núcleo de
sándwich de
panal de
aluminio
2784mm /
1360mm /
1087mm
1530mm /
1150mm /
1100mm
Doble longi ud
desigual A-B azo.
Jala el eso e y
el amo iguado
o ien ados
ho izon almen e
de la palanca de
acción
123kg
/
139kg
18.0x6.0-10
Hoosie R25B
/ 18.0x6.0-10
Hoosie R25B
7x10, 00mm
o se , CFRP
shell+AL
cen e
KARLSRUHE
CFRP sandwich
monocasco
Fib as HT y HM,
capas
unidi eccionales,
sa ga de ke la
2917mm /
1566mm /
1200mm
1530mm /
1220mm /
1150mm
Doble longi ud
desigual A-B azo.
Ti e del
amo iguado de
a illas.
105kg
/
105kg
Hoosie
18.0x7.5-10
R25B
Sel made
ca bon ims
KÖLN
Monocasco
Fib a de ca bono
2937mm /
1372mm /
1190mm
1530mm /
1200mm /
1200mm
Doble longi ud
desigual A-B azo.
Va illa y
amo iguado
o ien ados
ho izon almen e
con
130kg
/
140kg
A on
7.0/16.0-10
7.0 x 10’’ OZ
Magnesium
Cen e Lock
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
86
accionamien o
manual
LANDSHUT
Espacio ubula
ubos de ace o
con di e en e
amaño y g oso
2850mm /
1410mm /
1081mm
1600mm /
1200mm /
1200mm
Doble longi ud
desigual A-B azo.
Jala el eso e y
el amo iguado
o ien ados
ho izon almen e,
accionados po
a illa ajus able
146kg
/
219kg
20.5x7.0 R13,
Hoosie R25B
/ 21.0x6.5
R13,
Hoosie WET
OZ
Supe legge a
7x13, ET 22,
1 pc Al-
Rim
LISBOA
Monocasco con
ace o p incipal
a o delan e o
de aluminio.
P ep eg CFRP,
panal de
aluminio
3140mm /
1475mm /
1195mm
1530mm /
1200mm /
1200mm
Doble longi ud
desigual A-B azo.
129kg
/
139kg
Hoosie R25B
R10
8.0x10, 2 pc
CFRP im +
aluminium
cen e
MÜLHEIM A. D.
RUHR
Tubula
S355J2H
2602mm /
1619mm /
1183mm
1655mm /
1409mm /
1423mm
Doble longi ud
desigual A-B azo.
Va illa o ien ada
e icalmen e con
eso e y
amo iguado .
154kg
/
174kg
20.5x7.0 R13,
Hoosie R25B
/ 20.5x7.0
R13,
Hoosie R25B
MONO 7x13
ET11 AL Rim
/ MONO 7x13
ET11 AL Rim
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
87
MÜNCHEN
Monocasco de
CFRP con
aliminio de
panal
ib a de ca bono
con plas ico
e o zada
2933mm /
1417mm /
1186mm
1550mm /
1200mm /
1200mm
Doble longi ud
desigual A-B azo.
F en e: ba a de
acción ac i ada.
Pa e pos e io :
a illa accionada
140kg
/
140kg
18x6.0-10
R25B Hoosie
/ 18x6.0-10
R25B
Hoosie
6,0 x 10, 1pc:
CFRP Shells /
6,0 x 10, 1pc:
CFRP Shells
MÜNCHEN
Monocasco con
Tubula "F on
& Main Hoop"
CFRP es uc u a
de sandwich y
panal de
aluminio
2887mm /
1395mm /
1147mm
1540mm /
1150mm /
1128mm
B azo A de doble
longi ud desigual,
eso e accionado
con i ado y
amo iguado es
129kg
/
134kg
18.0x7.5-10
Hoosie R25B
/ x7.5-10
Hoosie
R25B
7.5x10, 2pc
CFRP/
Aluminium
hyb id im
/ 7.5x10, 2pc
CFRP/
Aluminium
hyb id im
NEW DELHI
Pa e delan e a
y ase a
ubula
Ace o ASTM
A179 g ado B.
Tubo edondo
diáme o ex e no
de 25.4 mm
2850mm /
1450mm /
1114mm
1550mm /
1260mm /
1200mm
Doble longi ud
desigual A-B azo.
Reso e y
amo iguado
o ien ados
e icalmen e
accionados po
a illa
111kg
/
167kg
Con inen al
205/470 R13
o bo h on
and Rea .
7x13, 22mm
o se Al Rim
o bo h on
and Rea
OSNABRÜCK
Monocasco de
dos piezas CFRP
CFRP con
ma e ial de
núcleo
2848mm /
1436mm /
1136mm
1535mm /
1190mm /
1150mm
CFRP con ma e ial
cen al Doble
longi ud desigual
A-B azo. Va illa
o ien ada
ho izon almen e y
130kg
/
143kg
18x6-10,
Hoosie R25B
7.0x10, 2pc
ca bon ib e
wheel
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
88
amo iguado
o ien ado hacia la
de echa.
PATRAS
5 piezas de
panel de
aluminio
monocasco
enlazado y
emachado de
aluminio
Piel de aluminio
5052 con núcleo
de nido de abeja
de aluminio,
núcleo de 23 mm
/ piel de 0.8 mm
en los lados
2762mm /
1405mm /
1195mm
1580mm /
1165mm /
1095mm
B azos A dobles
de ib a de
ca bono de
longi ud desigual
con amo iguado
Ohlins TTX25 de
acción di ec a
conec ado
114kg
/
164kg
18.0x7.5-10,
Hoosie R25B
/ 18.0x7.5-10,
Hoosie R25B
7x10
SANKT
AUGUSTIN
Monocasco
CFK P ep eg con
núcleo Rohacell
2918mm /
1416mm /
1156mm
1530mm /
1240mm /
1220mm
B azo doble
oscilan e
accionado a illa
de empuje
133kg
/
145kg
18x6- R10
hoosie R25B
18x6- R10
hoosie R25B
STUTTGART
monocasco con
a o delan e o
in eg ado
HM/ HT Fib a de
ca bono/
aluminio de
panal
2908mm /
1442mm /
1128mm
1550mm /
1220mm /
1220mm
B azo A doble,
sis ema de
eso e-
amo iguado
accionado po
a illa, eso e
ho izon al y
133kg
/
126kg
d y: Hoosie
18.0x7.5 R10
we :
Con inen al
205/470 R13
7x10,38mm
o s,2-pcs. Al
s a ,CFK bed
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
89
amo iguado ,
independien e
STUTTGART
Monocasco de
ib a de
ca bono
Aluminio de
panal
3000mm /
1400mm /
1200mm
1540mm /
1160mm /
1160mm
Doble longi ud
desigual A-B azo.
Sis ema
monosp ing
accionado po
a illas con
amo iguación
adicional del
odillo.
120kg
/
125kg
18 x 7.5 - 10,
Hoosie R25B
/ 18 x 7.5 -
10,
Hoosie R25B
8.0 wide 2 pc
Hyb id (Al,
CFRP) / 8.0
wide 2 pc
Hyb id (Al,
CFRP)
THESSALONIKI
Monocasco
Aluminio de
panal (Al-
6082-T6 1mm
skins, Al-3003
co e
6,4mmx20mm)
3052mm /
1320mm /
1173mm
1575mm /
1180mm /
1150mm
Suspensión de
a illa de b azo
oscilan e doble
independien e
136kg
/
232kg
20.5 x 7.0-13
Hoosie /
20.5 x 7.0-13
Hoosie
7 in. , 22 mm
o se , o ged
aluminum /
7 in. , 22 mm
o se , o ged
aluminum
TRONDHEIM
CFRP
monocasco
Cons ucción de
sándwich CFRP,
AlHC y Rohacell
2907mm /
1400mm /
1180mm
1530mm /
1200mm /
1180mm
Cons ucción de
sándwich CFRP,
AlHC y Rohacell
Longi ud doble
desigual de un
b azo. Vás ago de
empuje o ien ado
ho izon almen e
o ien ado al
122kg
/
121kg
205/470 R13
Con inen al
C17 on and
ea
7.0x13”, 2pc
Al/CFRP im
on and
ea .
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ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
96
T3.2.4 Las p opiedades del ace o u ilizadas pa a los cálculos en el SES deben se :
Resis encia no soldada pa a cálculos de ma e ial con inuo:
• Módulo de Young (E) = 200GPa
• Fue za de endimien o (Sy) = 305MPa
• Fue za máxima (Su) = 365MPa
• Resis encia soldada pa a ma e iales discon inuos, como cálculos de
jun as:
• Fue za de endimien o (Sy) = 180MPa
• Fue za máxima (Su) = 300MPa
T3.2.5 Cualquie ubo con un g oso de pa ed in e io a 1,2 mm o un á ea de
ine cia mínima de 6695 mm4 se conside a no es uc u al y se igno a á cuando
se e alúe el cumplimien o de cualquie egla con espec o a la es uc u a del
ehículo.
T3.2.6 Si un miemb o de la es uc u a p ima ia (a excepción de los a os
p incipales) es un ubo doblado o es á hecho de múl iples ubos, un ubo
adicional debe sopo a lo. Es e ubo de sopo e debe:
• Tene su pun o de unión en la posición a lo la go del ubo de cu a u a
donde se des ía más lejos de una línea ec a que conec a ambos
ex emos.
• Se de la misma dimensión que el (los) ubo (s) sopo ado (s).
• Te mina en un nodo del chasis.
• Es a en ángulo a no más de 30 ° del plano del (de los) ubo (s)
sopo ado (s).
T3.2.7 Cualquie o ma de cos u a soldada no debe al e a se mecánicamen e de
ninguna mane a.
T3.3 Ma e iales al e na i os
T3.3.1 Se pueden usa ma e iales al e na i os pa a odas las pa es de la
es uc u a p ima ia y el con enedo del acumulado del sis ema de acción con
las siguien es excepciones:
• El a o p incipal y sus e ue zos deben se de ace o.
• El a o on al debe se de me al.
• Cualquie es uc u a soldada de la es uc u a p ima ia debe se de
ace o.
• Sin emba go, el a o on al puede se una es uc u a soldada de
aluminio
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ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
97
T3.3.2 Si se u ilizan o os ma e iales que no sean ubos de ace o en la es uc u a
p ima ia o en el con enedo acumulado del sis ema de acción, se equie en
p uebas ísicas pa a mos a la equi alencia a las p opiedades mínimas del
ma e ial pa a el ace o en T3.2.
T3.3.3 Si se usa ace o aleado como se de ine en T3.2.2, el equipo debe inclui
p uebas y documen ación en el SES pa a mos a la equi alencia es uc u al.
Es o puede inclui , pe o no se limi a a:
• Recibos y hojas de da os de los ma e iales de ube ía u ilizados.
• Documen ación sob e p ocesos de soldadu a y ma e iales de elleno.
• Documen ación sob e a amien os é micos.
• P uebas que mues an la esis encia y elongación adecuadas a la
o u a en la condición soldada
T3.4 Es uc u as compues as
T3.4.1 Si se u ilizan ma e iales compues os en la es uc u a p ima ia o en el
con enedo del acumulado del sis ema de acción, la Rigidez a la Flexión (EI)
de esa es uc u a debe calcula se con las he amien as y ó mulas en el SES. La
geome ía eal y la cu a u a del panel se pueden ene en cuen a pa a el
sopo e de e ue zo del a o p incipal, el e ue zo del a o on al, la es uc u a
de sopo e del mampa o on al y la ba a de a nés del homb o. Pa a odas las
demás á eas, la IE debe calcula se como la IE de un panel plano sob e su eje
neu al. Es e panel debe ene la misma composición que la es uc u a u ilizada
en el chasis.
T3.4.2 Si se u ilizan ma e iales compues os en la es uc u a p ima ia o en el
con enedo del acumulado del sis ema de acción, el SES debe inclui :
• Tipo (s) de ma e ial
• Pesas de ela
• Tipo de esina
• O ien ación de la ib a.
• Núme o de capas
• Ma e ial del núcleo
• Técnica de colocación.
• P ueba de lexión de 3 pun os y da os de p ueba de co e
T3.4.3 Pa a cualquie laminado en la es uc u a p ima ia o el con enedo del
acumulado TS, el con enido máximo de peso de las ib as pa alelas, en elación
con el peso de odas las ib as en el laminado, es del 50%.
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ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
98
Todas las ib as colocadas den o de la o ien ación +/- 10 ° cuen an como
pa alelas en es e caso.
T3.7 Roll Hoops
T3.7.1 Ambos a os deben in eg a se de o ma segu a a la es uc u a p ima ia
median e iangulación de nodo a nodo o mé odos de unión equi alen es.
T3.7.2 El adio mínimo de cualquie cu a, medido en la línea cen al del ubo,
debe se al menos es eces el diáme o ex e io del ubo. Las cu as deben se
sua es y con inuas, sin e idencia de izado o alla de la pa ed.
T3.7.3 Los a os deben ex ende se desde el miemb o del chasis más bajo en un
lado del chasis, hacia a iba, hacia abajo y hacia a iba, hacia el miemb o del
chasis más bajo en el o o lado.
T3.7.4 Los a os unidos a una es uc u a p ima ia de ma e iales compues os
deben uni se mecánicamen e en la pa e supe io e in e io de ambos lados de
la es uc u a y en ubicaciones in e medias, si es necesa io, pa a mos a la
equi alencia.
T3.7.5 Las placas de mon aje soldadas a los a os deben se de al menos 2 mm
de ace o g ueso o 3 mm de espeso de aluminio, dependiendo del ma e ial del
a o del ollo.
T3.7.6 Ambos a os de odillo deben ene un o i icio de 4.5 mm en una ubicación
ec a no c í ica y su supe icie en es e pun o debe es a lib e de obs áculos po
lo menos 180 °.
T3.8 A o p incipal
T3.8.1 El a o p incipal debe es a cons uido de una sola pieza de ubo de ace o
de sección ce ada, con inua y sin co es.
T3.8.2 En is a la e al, la pa e del a o p incipal que es á po encima de su pun o
de ijación supe io a la es uc u a de impac o la e al debe es a inclinada a
menos de 10° de la e ical.
T3.8.3 En la is a la e al, cualquie cu a en el a o p incipal po encima de su
pun o de ijación supe io a la es uc u a p ima ia debe suje a se a un nodo de
la es uc u a de sopo e de e ue zo del a o p incipal con un ubo que cumpla
con los equisi os del e ue zo del a o p incipal.
T3.8.4 En la is a la e al, cualquie pa e in e io al pun o de ijación supe io a
la es uc u a de impac o la e al debe es a inclinada hacia adelan e no más de
10° hacia a ás.
T3.9 A o F on al
T3.9.1 El a o on al debe es a cons uido de una sección con inua y ce ada.
T3.9.2 Si el a o on al es á hecho de más de una pieza, debe es a sopo ado
po una iangulación de nodo a nodo o una cons ucción equi alen e.
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ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
99
T3.9.3 En la is a la e al, ninguna pa e del a o on al puede inclina se más de
20° con espec o a la e ical.
T3.9.4 Si el bas ido delan e o es una cons ucción soldada hecha de múl iples
pe iles de aluminio, la esis encia elás ica equi alen e se debe conside a en la
condición de soldado a menos que el equipo demues e y demues e que ha
sido adecuadamen e a ada con calo y en ejecida a i icialmen e. El equipo
debe p opo ciona documen ación su icien e que demues e que se ealizó el
p oceso de a amien o é mico adecuado.
T3.9.5 Es acep able lamina
comple amen e el a o on al al
monocasco. Comple amen e
laminado signi ica que el a o
debe encapsula se con
laminado al ededo de oda su
ci cun e encia
La equi alencia a al menos cua o mon ajes compa ibles con T3.16.1
debe mos a se en el SES.
T3.10 B azos del a o p incipal
T3.10.1 El a o p incipal debe apoya se en la pa e delan e a o ase a suje ando
los ubos a cada lado del a o p incipal.
T3.10.2 En is a la e al, el a o p incipal y los i an es del a o p incipal no deben
apoya se en el mismo lado de una línea e ical coinciden e con la pa e supe io
del a o p incipal.
T3.10.3 Los b azos del a o
p incipal deben es a unidas al
a o p incipal a una al u a
in e io a 160 mm po debajo
de la supe icie más al a del a o
p incipal. El ángulo incluido
o mado po el a o p incipal y
los i an es del a o p incipal
debe se de al menos 30°.
T3.10.4 Los i an es p incipales del a o deben se ec os.
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ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
100
T3.10.5 Los ex emos in e io es de los i an es del a o p incipal deben apoya se
de nue o en el pun o de sujeción supe io del a o p incipal a la es uc u a de
impac o la e al y al pun o de sujeción in e io del a o p incipal a la es uc u a de
impac o la e al po un nodo a Es uc u a iangulada del nodo o es uc u a
compues a equi alen e.
T3.10.6 Si cualquie elemen o que se ex ienda ue a de la es uc u a p ima ia se
adjun a a los e ue zos del bas ido p incipal, se equie en a ios amien os
adicionales pa a e i a la lexión de ca gas en una si uación de uelco.
T3.11 Re ue zo de a o on al
T3.11.1 El e ue zo del a o on al consis e en dos ubos simples y ec os (uno a
cada lado del a o delan e o) que se conec a al a o delan e o y la es uc u a hacia
adelan e de los pies del conduc o (po ejemplo, el mampa o on al).
T3.11.2 La es uc u a de
a ios amien o del a o on al
debe es a unida a no menos de
50 mm po debajo de la
supe icie más al a del a o
delan e o.
T3.11.3 Si el a o delan e o es á inclinado más de 10 ° hacia a ás, se equie en
lla es adicionales que se ex iendan hacia a ás.
T3.12 Re ue zo de a o de odillo mecánicamen e conec ado
T3.12.1 Cualquie jun a no soldada en cualquie a de los ex emos de una
ab azade a debe se una jun a de doble o eje a
T3.12.2 Si se usan suje ado es oscados, se conside an suje ado es c í icos y
deben cumpli con T10.1.
T3.12.3 Los ex emos de a illa es é icos es án p ohibidos.
T3.12.4 Las jun as dobles
deben inclui un disposi i o de
apado
T3.12.5 En una unión de doble o eje a, cada lengüe a debe ene un g oso de
al menos 4,5 mm y el pasado o pe no debe es a
G ado mé ico de 10mm 8.8 mínimo. Los o i icios de ijación en las o eje as y en
los e ue zos adjun os deben encaja pe ec amen e con el pasado o el pe no.
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ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
101
T3.12.6 Pa a jun as con
mangas, el mangui o debe
ene una longi ud mínima de
38 mm a cada lado de la jun a y
debe ajus a se al ededo de los
ubos de la base. El g oso de la
pa ed del mangui o debe se al
menos el de los ubos de
a ios amien o. Los pe nos
deben se de 6 mm de g ado
mé ico 8.8 mínimo. Los
o i icios en los mangui os y
ubos deben queda ajus ados
con los pe nos.
T3.13 Mampa o Delan e o
T3.13.1 Cualquie ma e ial al e na i o u ilizado pa a el mampa o on al debe
ene una esis encia al co e pe ime al equi alen e a una placa de ace o de 1,5
mm de espeso .
T3.13.2 Si el mampa o delan e o es pa e de una es uc u a compues a y es á
modelado como una o ma de “L”, el EI del mampa o delan e o sob e los ejes
e ical y la e al debe se equi alen e a un ubo de ace o que cumpla con los
equisi os pa a el mampa o delan e o. La longi ud de la sección pe pendicula
al mampa o puede se de un máximo de 25 mm medido desde la ca a pos e io
del mampa o.
T3.14 Sopo e de mampa o delan e o
T3.14.1 El mampa o on al debe apoya se de eg eso al a o on al po un
mínimo de es ubos en cada lado; un miemb o supe io , un miemb o in e io
y a ios amien o diagonal pa a p opo ciona iangulación.
• El miemb o de sopo e supe io debe es a unido al mampa o
delan e o un máximo de 50 mm po debajo de la supe icie más al a del
mampa o delan e o, y debe es a unido al a o on al un máximo de 50
mm po debajo del miemb o de impac o la e al supe io . Si el pun o de
unión del miemb o supe io es supe io a 100 mm po encima del
miemb o de impac o del lado supe io , se equie e un e ue zo
iangulado nodo a nodo pa a ans e i la ca ga al a o p incipal.
• El miemb o de sopo e in e io debe es a unido a la base del
mampa o on al y a la base del a o on al.
• El e ue zo diagonal debe iangula los miemb os de sopo e supe io
e in e io nodo a nodo.
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ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
102
T3.14.2 Si el sopo e del mampa o delan e o es pa e de una es uc u a
compues a, debe ene un EI equi alen e a la suma del EI de los seis ubos de
ace o de e e encia que eemplaza.
T3.14.3 El EI del lado e ical de la es uc u a de sopo e del mampa o on al
debe se equi alen e al menos al EI de un ubo de ace o de e e encia que
eemplaza.
T3.14.4 La esis encia al co e pe ime al del laminado monocasco en la
es uc u a de sopo e del abique on al debe se de al menos 4kN.
T3.15 Es uc u a de impac o la e al
T3.15.1 La es uc u a de
impac o la e al debe cons a de
al menos es ubos de ace o,
e T3.2, a cada lado de la
cabina.
• El miemb o supe io
debe conec a el a o
p incipal y el a o
delan e o. Debe es a a
una al u a en e 240
mm y 320 mm po
encima del pun o
in e io más bajo del
chasis en e el a o
delan e o y el p incipal.
• El miemb o in e io
debe conec a la pa e
in e io del a o
p incipal y la pa e
in e io del a o
delan e o.
• El miemb o diagonal
debe iangula el
miemb o supe io e
in e io en e los a os
nodo a nodo.
T3.15.2 Si la es uc u a de
impac o la e al es pa e de una
es uc u a compues a, se
equie e lo siguien e:
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ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
103
• La egión que es á
longi udinalmen e
hacia delan e del a o
p incipal y de ás del
a o delan e o, y
e ical desde la
supe icie in e io del
chasis has a 320 mm
po encima del pun o
in e io más bajo del
chasis en e el a o
delan e o y el p incipal,
debe ene un EI igual
al ace o de es líneas
de base (Tubos que
eemplaza).
• La es uc u a de impac o la e al e ical debe ene una EI equi alen e
a dos ubos de ace o de línea de base, y la mi ad del piso ho izon al debe
ene una EI equi alen e a un ubo de ace o de línea de base.
• La es uc u a de impac o la e al e ical debe ene una ene gía
abso bida equi alen e a dos ubos de ace o de línea de base.
• La esis encia al co e del pe íme o debe se de al menos 7.5kN.
T3.16 Acceso ios de es uc u a p ima ia empe nados
T3.16.1 Si dos pa es de la es uc u a p ima ia es án a o nilladas en e sí, cada
pun o de unión en e las dos pa es debe pode anspo a una ca ga de 30kN
en cualquie di ección.
T3.16.2 Los da os ob enidos de la p ueba de esis encia al co e del pe íme o
del laminado deben usa se pa a demos a que se p opo ciona un á ea de co e
adecuada.
T3.16.3 Cada pun o de conexión equie e un mínimo de dos pe nos 8.8 de 8 mm
de g ado mé ico y placas de e ue zo de ace o con un g oso mínimo de 2 mm.
T3.16.4 Pa a la ijación del
e ue zo del a o delan e o, del
e ue zo del a o p incipal y del
sopo e del e ue zo del a o
p incipal a la es uc u a
p ima ia, el uso de un pe no de
8.8 mé icas de 10 mm es
su icien e, si el pe no es á en la
línea cen al del ubo.
T3.16.5 Cuando se usan uniones a o nilladas den o de la es uc u a p ima ia,
no se pe mi e el aplas amien o del ma e ial del núcleo laminado.
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104
T3.17 A enuado de Impac o (IA)
T3.17.1 Cada ehículo debe es a equipado con un IA.
T3.17.2 La IA debe se :
• Ins alado delan e del mampa o on al.
• Al menos 100 mm de al u a y 200 mm de ancho pa a una dis ancia
mínima de 200 mm hacia delan e del mampa o on al.
• Incapaz de pene a en el mampa o on al en caso de impac o.
• Fijado de o ma segu a y di ec a a la AIP.
• No o ma pa e de la ca oce ía no es uc u al.
• Diseñado con una sección on al ce ada.
• No puede se más ancho o más al o que el AIP.
T3.17.3 En odos los ehículos, debe in eg a se un AIP de ace o sólido de 1.5
mm o de aluminio sólido de 4.0 mm en el IA.
• Si el IA y AIP (conjun o de IA) es án a o nillados al mampa o delan e o,
debe se del mismo amaño que las dimensiones ex e io es del
mampa o on al.
• Si es á soldado al mampa o on al, debe ex ende se al menos has a
la línea cen al del ubo del mampa o on al en odas las di ecciones.
• El AIP no debe ex ende se más allá de los bo des ex e io es del
mampa o on al.
T3.17.4 Se pe mi en diseños de AIP al e na i os si se demues a la equi alencia
a T3.17.3, ya sea median e p uebas ísicas como en T3.19.2 o una p ueba de
lexión de 3 pun os y una p ueba de co e pe ime al como en T3.5. Es as
p uebas deben al menos demos a que:
• El AIP no alla bajo una ca ga de lexión es á ica de 120 kN dis ibuida
uni o memen e sob e 150 mm de longi ud.
• La esis encia al co e del pe íme o es su icien e, de modo que cada
acceso io pueda sopo a una ue za mínima de 20kN en cualquie
di ección.
T3.17.5 Si el ensamblaje de IA no es in eg al con el chasis, es deci , es á soldado,
un mínimo de ocho pe nos de 8.8 mé icos de g ado 8.8 deben suje a el
ensamblaje de IA al mampa o on al. El IA se puede uni al AIP median e un
mínimo de cua o pe nos de 8.8 mé icos de g ado 8,8. Los pe nos se conside an
suje ado es c í icos y deben cumpli con T10.
T3.17.6 La ijación del conjun o IA debe es a diseñada pa a p opo ciona un
camino de ca ga adecuado pa a ca gas ans e sales y e icales en caso de
impac os ue a del cen o y ue a del eje. Los a enuado es de espuma
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ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
105
segmen ados deben ene los segmen os unidos en e sí pa a e i a
deslizamien os o pa alelog amos.
T3.17.7 La unión del ensamble IA a una es uc u a monocasco equie e una
"Hoja de cálculo de equi alencia es uc u al" ap obada po T3.6 que mues e
una equi alencia de un mínimo de ocho o nillos de 8 mm de g ado mé ico 8.8.
T3.17.8 Si un equipo u iliza el FSAE IA "es ánda ", y el bo de ex e io del
mampa o delan e o se ex iende más allá del ensamble de IA en más de 25 mm
en cualquie lado, una ab azade a diagonal o X hecha de ube ía de ace o de 25
mm x 1,5 mm, o un equi alen e ap obado po T3.2, debe inclui se en el
mampa o on al.
T3.17.9 Si se usa el IA es ánda , pe o no cumple con los lími es de dis ancia de
bo de de T3.17.8 y no incluye un e ue zo diagonal, se deben ealiza p uebas
ísicas pa a demos a que el AIP no se des ía pe manen emen e más de 25 mm.
T3.18 Requisi o de da os del a enuado de impac o
T3.18.1 Todos los equipos deben en ia un in o me de da os de IA u ilizando la
plan illa de Da os de A enuado de Impac o (DIA) p opo cionada en el si io web
de la compe ición.
T3.19 Requisi os de la p ueba del a enuado de impac o
T3.19.1 El ensamblaje de IA, cuando se mon a en la pa e delan e a de un
ehículo con una masa o al de 300 kg y iene un impac o en una ba e a de
impac o sólida y sin endimien o con una elocidad de impac o de 7 m / s, debe
cumpli los siguien es equisi os:
• Desacele e el ehículo a una elocidad que no exceda de 20 g de
p omedio y 40 g de pico.
• La ene gía abso bida en es e e en o debe cumpli o excede 7350J.
• Los equipos que u ilizan el IA es ánda no es án obligados a en ia
da os de p ueba con su in o me IAD, pe o se deben inclui odos los
demás equisi os.
T3.19.2 Du an e la p ueba IA:
• El IA debe es a unido al AIP u ilizando el mé odo de sujeción del
ehículo p e is o.
• El ensamblaje de IA debe es a unido a una sección es uc u almen e
ep esen a i a del chasis p e is o.
• Debe habe al menos un espacio lib e de 50 mm hacia a ás desde el
AIP has a el disposi i o de p ueba.
• Ninguna pa e del AIP puede des ia se pe manen emen e más de 25
mm más allá de la posición del AIP an es de la p ueba.
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
112
T4.8.8 [SOLO EV] Las piezas conduc o as (excep o el chasis) no pueden
sob esali a a és del i ewall o deben es a aisladas adecuadamen e en el lado
del conduc o .
T4.8.9 [SOLO EV] Las pa es TS ue a del sob e, e EV4.4.3, no necesi an un
i ewall.
T4.9 Accesibilidad de Con oles
T4.9.1 Todos los con oles del ehículo deben ope a se desde el in e io de la
cabina sin ninguna pa e del conduc o , po ejemplo. Manos, b azos o codos, al
es a ue a de los planos e icales angen es a la supe icie más ex e na de la
es uc u a de impac o la e al.
T4.10 Visibilidad del conduc o
T4.10.1 El conduc o debe ene una isibilidad adecuada hacia el en e y los
lados del ehículo. Sen ado en una posición de conducción no mal, el conduc o
debe ene un campo de isión mínimo de 200 ° (un mínimo de 100 ° a cada
lado). La isibilidad eque ida se puede ob ene si el conduc o gi a la cabeza y
/ o u iliza espejos.
T4.10.2 Si se equie e que los espejos cumplan con la T4.10.1, deben
pe manece en su luga y ajus a se pa a pe mi i la isibilidad eque ida en
odos los e en os dinámicos.
T4.11 Eg eso del conduc o
T4.11.1 Todos los conduc o es deben pode sali hacia el cos ado del ehículo
en menos de 5 segundos con el conduc o en posición o almen e sen ada, las
manos en la posición de conducción en el olan e conec ado (en odas las
posiciones de di ección posibles) y usa la Equipo del conduc o como en T13.3.
El iempo de eg eso se de end á cuando el conduc o enga ambos pies en el
suelo.
3.5.5. T5 SISTEMA DE RESTRICCION DE CONTROLADOR
T5.1 De iniciones
T5.1.1 Sis ema de 6 pun os: cons a de un cin u ón de egazo de dos piezas
(ancho mínimo de 50 mm), dos i an es (ancho mínimo de 75 mm) y dos co eas
pa a pie nas o an isubma inos (ancho mínimo de 50 mm).
T5.1.2 Sis ema de 7 pun os: igual que el sis ema de 6 pun os, excep o que iene
es co eas an isubma inas.
T5.1.3 Posición de conducción e ical: posición con un espaldo del asien o
inclinado a 30 ° o menos de la e ical, según se mide a lo la go de la línea que
une los dos cí culos de 200 mm de la plan illa masculina del pe cen il 95, según
lo de inido en T4.3 y posicionado según T4.3.4.
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113
T5.1.4 Posición de conducción eclinada: posición con un espaldo del asien o
inclinado a más de 30 ° de la e ical, medida a lo la go de la línea que une los
dos cí culos de 200 mm de la plan illa masculina del pe cen il 95, según lo
de inido en T4.3 y posicionado po T4.3.4
T5.2 Cin u ones - Gene al
T5.2.1 Todos los conduc o es deben usa un a nés de es icción de 6 pun os o
7 pun os que cumpla con las siguien es especi icaciones:
• Todos los sis emas de e ención del conduc o deben cumpli con la
Especi icación SFI 16.1, la Especi icación SFI 16.5, la especi icación FIA
8853/98 o la especi icación FIA 8853/2016.
• Los cin u ones deben lle a las e ique as echadas ap opiadas.
• El ma e ial de odas las co eas debe es a en pe ec o es ado.
• Debe habe un solo cie e ápido ipo pes illo de me al a me al pa a
odas las co eas.
• Todos los cin u ones de egazo deben inco po a un ajus ado de
bloqueo de inclinación ("ajus e ápido"). Se ecomienda un ajus ado de
bloqueo de inclinación en cada po ción del cin u ón de egazo. Se
ecomiendan cin u ones de egazo con ajus ado es de "pull-up" en luga
de ajus ado es de "pull-down".
• Los ehículos con una “posición de conducción eclinada” deben ene
cin u ones an isubma inos con ajus ado es de bloqueo de inclinación
(“ajus ado es ápidos”) o ene dos juegos de cin u ones
an isubma inos ins alados.
• El a nés del homb o debe se del " ipo sob e el homb o". Solo se
pe mi en co eas de homb o sepa adas (es deci , no se pe mi en
co eas de homb o ipo “Y”). Se pe mi e la con igu ación de ipo "H".
• Las co eas del a nés pa a homb os deben pasa a a és de los es
ajus ado es de ba a de acue do con las ins ucciones del ab ican e.
• Cuando el conduc o u iliza un disposi i o HANS, se pe mi en a neses
de homb o de 50 mm de ancho ce i icados po la FIA.
T5.2.2 Los a neses de especi icaciones de SFI deben eemplaza se después del
31 de diciemb e del segundo año pos e io a la echa de ab icación, como lo
indica la e ique a. Los a neses de especi icaciones de la FIA deben eemplaza se
después del 31 de diciemb e del año ma cado en la e ique a.
T5.2.3 El sis ema de e ención debe lle a se ajus ado en odo momen o.
T5.3 Ins alación de co ea, co ea y a nés - Gene al
T5.3.1 El cin u ón de segu idad, el a nés pa a homb os y la (s) co ea (s)
an isubma ina (s) deben es a i memen e mon ados en la es uc u a p ima ia.
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114
Es a es uc u a y cualquie guía o sopo e pa a las co eas deben cumpli con
los equisi os mínimos de T3.2.
T5.3.2 La pes aña o el sopo e al que se adjun a el a nés debe ene :
• Un á ea de sección ans e sal mínima de 60 mm2 de ace o a co a o
alla en ensión en cualquie pun o de la pes aña, y
• Un espeso mínimo de 1,6 mm.
• Cuando los cin u ones de segu idad y los cin u ones an isubma inos
usan el mismo pun o de sujeción, se debe co a un á ea de sección
ans e sal mínima de 90 mm2 de ace o si alla la ensión en cualquie
pun o de la pes aña.
• Donde los sopo es se suje an al chasis, se deben usa dos suje ado es
de 6 mm de g ado 8.8 de g ado mé ico o más ue es.
T5.3.3 Los a neses, co eas y co eas no deben pasa a a és de un i ewall, es
deci , odos los pun os de conexión del a nés deben es a en el lado del
conduc o de cualquie i ewall.
T5.3.4 La conexión del sis ema de e ención del conduc o a una es uc u a
monocasco equie e un SES ap obado po T3.6.
T5.4 Mon aje del cin u ón de egazo
T5.4.1 El cin u ón de egazo debe pasa al ededo del á ea pél ica debajo de las
espinas ilíacas supe io es an e io es (los huesos de la cade a).
T5.4.2 Los cin u ones de segu idad no deben coloca se sob e los lados del
asien o. Los cin u ones de segu idad deben pasa po el asien o en la pa e
in e io de los lados del asien o pa a maximiza la en ol u a de la supe icie
pél ica y con inua en línea ec a has a el pun o de anclaje.
T5.4.3 Cuando las co eas o el a nés pasan a a és de un aguje o en el asien o,
el asien o debe es a en ollado o con ojales pa a e i a el oce de las co eas.
T5.4.4 En una is a la e al, el cin u ón de egazo debe pode gi a lib emen e
median e el uso de un pe no de homb o o un acceso io de pe no de ojo.
T5.4.5 Con una "posición de conducción e ical", en is a la e al, el cin u ón de
egazo debe es a en un ángulo de en e 45 ° y 65 ° con espec o a la ho izon al.
T5.4.6 Con una "posición de conducción eclinada", en is a la e al, el cin u ón
de egazo debe es a en e un ángulo de 60 ° y 80 ° con espec o a la ho izon al.
T5.4.7 La línea cen al del
cin u ón de egazo en la pa e
in e io del asien o debe es a
en e 0 mm y 76 mm po
delan e del espaldo del
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115
asien o a la unión in e io del
asien o.
T5.5 A nés De Homb o
T5.5.1 El a nés pa a homb os debe mon a se de ás del conduc o en una
es uc u a que cumpla con los equisi os de la es uc u a p ima ia. Sin emba go,
no puede mon a se en el e ue zo del a o p incipal o en la es uc u a de la
ope ado a sin un e ue zo adicional pa a e i a que las ca gas se ans ie an al
e ue zo del a o p incipal.
T5.5.2 Si el a nés es á mon ado en un ubo que no es á ec o, las uniones en e
es e ubo y la es uc u a en la que es á mon ado deben e o za se, en is a
la e al, median e ubos de iangulación pa a e i a la o ación o sional del
ubo de mon aje del a nés. Se equie en cálculos de apoyo.
Mé odo de análisis: use la ca ga de 7 kN po acceso io y el ango de ángulos en
T5.5.5, calcule que las ensiones de iangulación de la ba a del a nés del
homb o doblado son meno es que las del endimien o de soldadu a T3.2.4 pa a
lexión y co e combinados y no alla en el pandeo de la columna. Si el equipo
decide no ealiza el análisis de ue za, se aplica á T3.2.6.
T5.5.3 La esis encia de cualquie ubo de e ue zo de la ba a del a nés pa a
homb os debe p oba se en la pes aña co espondien e de la p esen ación de
SES del equipo.
T5.5.4 Los pun os de mon aje del a nés pa a homb os deben es a sepa ados
en e 180 mm y 230 mm.
T5.5.5 Desde los homb os del
conduc o hacia a ás has a el
pun o de mon aje o la guía
es uc u al, el a nés pa a
homb os debe es a en e 10 °
sob e la ho izon al y 20 ° sob e
la ho izon al.
T5.6 Mon aje de cin u ón an i-subma ino
T5.6.1 Las co eas an isubma inas de un a nés de 6 pun os deben mon a se en
una de las siguien es con igu aciones:
• Con las co eas bajando e icalmen e desde la ingle, o inclinadas
has a 20 ° hacia a ás. Los pun os de anclaje deben es a sepa ados
ap oximadamen e 100 mm.
• Con los pun os de anclaje en la es uc u a p ima ia en o ce ca de los
anclajes del cin u ón de egazo, el conduc o sen ado en los cin u ones
an isubma inos y los cin u ones que suben al ededo de la ingle has a
la hebilla de libe ación.
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116
T5.7 Reposacabezas
T5.7.1 Se debe coloca un eposacabezas en el ehículo pa a limi a el
mo imien o hacia a ás de la cabeza del conduc o .
T5.7.2 El eposacabezas debe:
• Sea e ical o casi e ical en la is a la e al.
• Es a acolchado con un ma e ial abso ben e de ene gía con un g oso
mínimo de 40 mm que cumpla con el es ánda SFI 45.2, o que es é
incluido en la lis a écnica de la FIA n ° 17 como ma e ial ipo B pa a
au omó iles monoplazas.
• Tene una anchu a y al u a mínima de 150mm.
• Ubica se de mane a que pa a cada conduc o :
- La es icción no es á a más de 25 mm de la pa e pos e io del
casco del conduc o , con el conduc o en su posición de
conducción no mal.
- El pun o de con ac o de la pa e pos e io del casco del
conduc o en el eposacabezas no es in e io a 50 mm desde
cualquie bo de del eposacabezas.
T5.7.3 El eposacabezas, su acoplamien o y su mon aje deben sopo a una
ue za de 890N aplicada hacia a ás en cualquie pun o de su supe icie.
T5.8 Roll Ba Padding
T5.8.1 Cualquie pa e de la ba a an i uelco, el e ue zo de la ba a an i uelco
o el chasis con el que pod ía es a en con ac o el casco del conduc o debe
cub i se con un g oso mínimo de 12 mm de acolchado que cumpla con la
especi icación SFI 45.1 o FIA 8857-2001.
T5.9 P o ección de la pie na del conduc o
T5.9.1 Todos los componen es mó iles de la suspensión y la di ección y o os
bo des a ilados den o de la cabina en e el a o delan e o y un plano e ical de
100 mm hacia a ás de los pedales, deben es a p o egidos con ma e ial sólido.
T5.9.2 Las cubie as sob e la suspensión y los componen es de la di ección
deben se emo ibles pa a pe mi i la inspección de los pun os de mon aje.
3.5.6. T10 CINTURONES
T10.1 Cin u ones c í icos
T10.1.1 Los cin u ones c í icos se de inen como pe nos, ue cas y o os
suje ado es u ilizados en la es uc u a p ima ia, la di ección, el enado, el a nés
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117
del conduc o , los sis emas de suspensión y aquellos especí icamen e
designados como suje ado es c í icos en la egla espec i a.
T10.1.2 Todos los cin u ones c í icos oscados deben cumpli o supe a el g ado
mé ico 8.8 o equi alen e.
T10.1.3 Todos los cin u ones c í icos oscados deben se del ipo de pe nos
hexagonales (ISO 4017, ISO 4014) o o nillos de cabeza hueca (ISO 4762, DIN
7984, ISO 7379) incluyendo sus e siones de osca de paso ino. Se pe mi en
suje ado es al e na i os si el equipo puede mos a equi alencia.
T10.1.4 Los pe nos pueden aco a se en longi ud siemp e que se cumpla con
T10.2.3.
T10.1.5 Cualquie unión a o nillada en la es uc u a p ima ia que use lengüe as
o sopo es, debe ene una elación de dis ancia de bo de "e / D" de 1.5 o mayo .
"D" es igual al diáme o del o i icio y "e" es igual a la dis ancia desde la línea
cen al del o i icio has a el bo de lib e más ce cano de la pes aña o el sopo e.
No se equie e que ninguna pes aña que adjun e miemb os de suspensión a la
es uc u a p ima ia cumpla con es a egla.
T10.2 Cin u ones de segu idad
T10.2.1 Todos los cin u ones c í icos deben p o ege se con a a lojamien os
in olun a ios median e el uso de mecanismos de bloqueo posi i os.
T10.2.2 Los siguien es mé odos son acep ados como mecanismos de bloqueo
posi i o:
• Ins alación co ec a del cableado de segu idad.
• Pasado es de cha e a.
• Tue cas de segu idad de nylon (ISO 7040, ISO 10512, EN 1663 o
equi alen es) pa a ubicaciones de baja empe a u a (80 ° C o menos).
• Tue cas de bloqueo de o sión p edominan es (DIN 980, ISO 7042 o
equi alen es, y ue cas de cho o o ue cas K).
• Placas de bloqueo.
• Limpiado es de lengüe as.
• Cualquie mecanismo de bloqueo basado en p e ensado o un adhesi o
no se conside a un mecanismo de bloqueo posi i o.
T10.2.3 Un mínimo de dos oscas comple as deben sob esali desde cualquie
con a ue ca.
T10.2.4 Todos los ex emos de a illa es é icos y los odamien os es é icos en la
di ección o la suspensión deben es a en doble cizallamien o o cap u ados po
ene una cabeza de o nillo / pe no o a andela con un diáme o ex e io mayo
que el diáme o in e io del alojamien o del odamien o es é ico.
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118
T10.2.5 Los ex emos de las ba as de acoplamien o ajus ables deben es a
es ingidos con una con a ue ca pa a e i a que se a lojen.
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119
3.6. Anexo VI – Cálculo de secciones de ubos mínimas
En es e anexo se exponen los cálculos de las dimensiones mínimas de los ubos
pa a que cumplan con la no ma i a.
Las limi aciones a las que es án ma cadas, se p esen an a con inuación:
Tabla 20. Dimensiones mínimas según elemen o. Fuen e: No ma i a FS-Ge many
Como se puede e , se a an de ubos huecos po lo que las exp esiones que las
de inen, son:
𝑆𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑣𝑒𝑟𝑠𝑎𝑙:
𝐴𝑐=𝜋
4(𝐷2− 𝑑2)𝐸𝑐: 4.1
𝑀𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑑𝑒𝑖𝑛𝑒𝑟𝑐𝑖𝑎𝑑𝑒𝑙𝑎𝑠𝑒𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑣𝑒𝑟𝑠𝑎𝑙:
𝐼𝑥 =𝐼𝑦 = 𝐼 = 𝜋
64 (𝐷4− 𝑑4)𝐸𝑐: 4.2
𝐸𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟:𝑡 = 𝐷 − 𝑑
2𝐸𝑐: 4.3
Pa a conoce mejo que diáme os come ciales son posibles empela , se
combinó el ca álogo de un ab ican e, en es e caso Tubasol, en el cual se de e mina la
sección ans e sal y el momen o de ine cia de dicha sección pa a pos e io men e,
x
y
d
D
Ilus ación 56. C oquis dimensiones sección
ci cula . Fuen e: p opia
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120
clasi ica si alidez con la ayuda de una hoja Excel. Un ejemplo de es a hoja se mues a
a con inuación:
Ilus ación 57. Ex ac o abla Excel. Fuen e: p opia
El o den de las condiciones co esponde con el o den de la abla de las
limi aciones de la no ma i a.
Aun así, se es udia como a ía las dimensiones de los ubos pa a las condiciones
dadas pa a es ablece un diáme o del cual empeza a i e a .
Calculando p ime o el diáme o ex e io mínimo pa a cumpli el eque imien o
de ine cia, se iene:
𝐶𝑜𝑛𝑑𝑖𝑐𝑖ó𝑛1:𝐼 = 𝜋
64 (𝐷4−(𝐷 − 2𝑡)4)→
→ 𝐼 = 𝜋
64 (𝐷4− (D4− 8 · D3· + 24 · D2· 2−32 · D · 3+16 · 4))→
→ 𝐼 = 𝜋
64 (𝐷4− D4+ 8 · D3· − 24 · D2· 2+32 · D · 3−16 · 4)→
→𝐼 · 64
𝜋= 8 · D3· − 24 · D2· 2+32 · D · 3−16 · 4→
→ 8 · D3· − 24 · D2· 2+32 · D · 3−16 · 4−𝐼 · 64
𝜋= 0𝐸𝑐: 4.4
Pa a el caso del á ea de la sección ans e sal, se iene:
𝐶𝑜𝑛𝑑𝑖𝑐𝑖ó𝑛2:𝐴𝑐=𝜋
4(𝐷2−(𝐷 − 2𝑡)2) →
→ 𝐴𝑐=𝜋
4(𝐷2− (D2− 2 · D · 2 · + 4 · 2))→
→ 𝐴𝑐=𝜋
4(𝐷2− D2+ 4 · D · − 4 · 2)→
→ 𝐴𝑐=𝜋
4(4 · D · − 4 · 2) →
→ 𝐴𝑐= 𝜋(D · − 2) →
→ D =
𝐴𝑐
𝜋+ 2
𝐸𝑐: 4.5
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121
Sus i uyendo el espeso , , el á ea de la sección ans e sal, Ac, y la ine cia de
dicha sección, I, se iene la siguien e abla:
Tabla 21. Dimensiones mínimas según condición pa a cada ipo. Fuen e: p opia
Tipo de a ículo
Reque imien os mínimos
Condición 1
Condición 2
(mm)
Ac (mm2)
I (mm4)
D (mm)
d (mm)
D (mm)
d (mm)
1
2
175
11320
26.28
22.28
29.85
25.85
2
1.2
119
8509
27.42
25.02
32.77
30.37
3
1.2
91
6695
25.4
22
25.34
22.94
Pa a simpli ica la can idad de ubos que hay que analiza y añadi en el modelo
3D, se decide que es mejo oma un mismo ubo, pe o con di e en e espeso según su
aplicación. El diáme o ex e io seleccionado es de 28mm con un espeso 2,5mm pa a
el ipo 1 y espeso 1,5mm pa a los ipos 2 y 3. Al ag upa es os úl imos, se consigue
simpli ica más el p oceso.
Aunque no lo pa ezca, es os ubos cumplen con los eque imien os:
Tabla 22. Dimensiones mínimas de comienzo. Fuen e: p opia
Tipo de a ículo
D (mm)
d (mm)
(mm)
Ac (mm2)
I (mm4)
1
28
23
2.5
200,28
16435,19
2 y 3
28
25
1.5
124,88
10997,1
Pos e io men e, pa a las i e aciones, se seleccionan pe iles cuya ine cia sea
supe io al del pe il seleccionado an e io men e, e in en ando que la masa po me o
de pe il sea lo meno posible, así como su á ea. De es a o ma, se consigue una
es uc u a más ígida y más lige a.
Así, se mues a las secciones posibles pa a, po ejemplo, la p ime a i e ación.
- Tipo 1
Tabla 23. Dimensiones álidas pa a ipo 1. Fuen e: p opia
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Ilus ación 59. Tensiones acumulado on al (1), de alle anclajes on ales (2), Tensiones acumulado ase o (3),
De alle ensión anclaje más des a o able (4). Fuen e: p opia
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- Desplazamien os
Ilus ación 60. Desplazamien os esul an es del acumulado . Fuen e: p opia
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- Reacciones
Tabla 26. Fue zas esul an es y de aplicación al chasis. Fuen e: p opia
Anclajes
Fue zas de eacción (N)
Fue zas aplicadas al chasis (N)
Eje x
Eje y
Eje z
Eje x
Eje y
Eje z
1
1281
1093.6
936.13
-1281
-1093.6
-936.13
2
1341.3
1399.4
61.938
-1341.3
-1399.4
-61.938
3
2449.2
7835.8
5402
-2449.2
-7835.8
-5402
4
2258.1
-2331.7
1611.9
-2258.1
+2331.7
-1611.9
5
2963.7
-2210.9
1542.5
-2963.7
+2210.9
-1542.5
6
4115.6
1418.2
4854.4
-4115.6
-1418.2
-4854.4
- Conclusiones:
Se obse a que se es á p ác icamen e abajado en el lími e elás ico
lo cual, pa a un caso o ui o como puede se un impac o a 40g, se
a a de un alo más que sa is ac o io, ya que se pude alo a a la
posibilidad de emplea un ma e ial con ca ac e ís icas supe io es a
és e pa a es a abajando debajo del lími e elás ico.
Es llama i o el e ec o que p o oca es as ca gas en la caja de ba e ías
3.7.2. Es udio del chasis
Es e es udio consis e en un conjun o de simulaciones que e minan
desembocando en la solución inal. Todas es as simulaciones su gen a pa i del chasis
mos ado al inal del apa ado “modelado y condiciones de con o no”. Dado que es un
p oceso i e a i o, se empieza p esen ando las soluciones pa a el caso de pa ida y,
pos e io men e, se modi ica aquellos aspec os que supe en el lími e elás ico. Como se
comen ó an e io men e, se comienza empleando una simpli icación del chasis pa a,
pos e io men e, emplea el modelo con las uniones de elemen os sólidos.
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131
3.7.2.1. Caso base
En es a simulación, las dimensiones de los pe iles de los ubos empleados pa a
es e caso son:
Tabla 27. Dimensiones pe iles. Fuen e: p opia
Pe il
Uso
Ci cula hueco
28x2.5
A o p incipal, a o on al y anclaje cin u ones homb os
28x1.5
O os elemen os
10x2
Reposacabezas
Cuad ado
50x30x2.5
Cama caja ba e ías
L
25x25x4
Sopo e
3.7.2.1.1. A o p incipal
- Tensiones
Ilus ación 61. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
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- Desplazamien os
Ilus ación 62. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
- Conclusiones
Tabla 28. Tabla esumen. Fuen e: p opia
Es udio
Resul ados
Valo es máximos
Elemen o
Valo
Unid.
A o p incipal
Vigas
488.9
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
14.59
mm
25mm
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3.7.2.1.2. A o on al
- Tensiones
Ilus ación 63. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
- Desplazamien os
Ilus ación 64. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
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- Conclusiones
Tabla 29. Tabla esumen. Fuen e: p opia
3.7.2.1.3. Impac o la e al
- Tensiones
Ilus ación 65. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
Es udio
Resul ados
Valo es máximos
Elemen o
Valo
Unid.
A o on al
Vigas
294.6
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
7.03
mm
25mm
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135
- Desplazamien os
Ilus ación 66. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
- Conclusiones
Tabla 30. Tabla esumen. Fuen e: p opia
Es udio
Resul ados
Valo es máximos
Elemen o
Valo
Unid.
Impac o la e al
Vigas
216.9
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
0.78
mm
25mm
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3.7.2.1.4. Impac o on al
- Tensiones
Ilus ación 67. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
- Desplazamien os
Ilus ación 68. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
137
- Conclusiones
Tabla 31. Tabla esumen. Fuen e: p opia
3.7.2.1.5. Anclajes cin u ón de homb os
- Tensiones
Ilus ación 69. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
Es udio
Resul ados
Valo es máximos
Elemen o
Valo
Unid.
Impac o on al
Vigas
961.7
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
6.64
mm
25mm
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
144
- Desplazamien os
Ilus ación 78. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
- Conclusiones
Tabla 36. Tabla esumen. Fuen e: p opia
3.7.2.1.10. Conclusiones y esumen de esul ados
Tabla 37. Tabla esumen i e ación. Fuen e: p opia
Es udio
Resul ados
Valo es máximos
Elemen o
Valo
Unid.
Reposacabezas
Vigas
274.6
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
2.47
mm
25mm
Es udio
Resul ados
Valo es
máximos
¿Supe a?
Acción
Elemen o
Valo
Unid.
A o p incipal
Vigas
488.9
MPa
274.5 MPa
SI
Recalcula
Desplazamien o
14.59
mm
25mm
NO
A o on al
Vigas
294.6
MPa
274.5 MPa
SI
Recalcula
Desplazamien o
7.03
mm
25mm
NO
Impac o la e al
Vigas
216.9
MPa
274.5 MPa
NO
--------
Desplazamien o
0.78
mm
25mm
NO
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
145
- A o p incipal: Aumen a pe il y sección; y cambia pe il L po uno
ci cula simila a elemen os no c í icos
- A o on al: Aumen a pe il y sección -> u iliza el mismo que el a o
p incipal
- Impac o on al: Aumen a pe il y sección -> mucho mayo que el a o
p incipal
- Anclajes cin u ón homb os: Aumen a pe il y sección -> mismo
diáme o que a os p incipales pe o mayo sección
- Anclajes cin u ones de egazo y an isubma ino: Aumen a pe il y
sección -> mismo diáme o que a os p incipales pe o mayo sección
- Impac o on ola e al: Aumen a pe il y sección de conec o es
mampa o con a o on al -> mismo diáme o que a os p incipales
pe o mayo sección
- Anclajes caja de ba e ías: Aumen a pe il y sección de los sopo es de
la cama de la caja -> posiblemen e se solucione al modi ica algún
elemen o mencionado an es.
Impac o
on al
Vigas
961.7
MPa
274.5 MPa
SI
Recalcula
Desplazamien o
6.64
mm
25mm
NO
Anclajes
cin u ón de
homb os
Vigas
1067
MPa
274.5 MPa
SI
Recalcula
Desplazamien o
13.85
mm
25mm
NO
Anclajes
cin u ones de
egazo y
an isubma ino
Vigas
1566
MPa
274.5 MPa
SI
Recalcula
Desplazamien o
19.75
mm
25mm
NO
Impac o
on ola e al
Vigas
648.2
MPa
274.5 MPa
SI
Recalcula
Desplazamien o
14.44
mm
25mm
NO
Anclajes caja
de ba e ías
Vigas
302.8
MPa
274.5 MPa
SI
Recalcula
Desplazamien o
1.5
mm
25mm
NO
Reposacabezas
Vigas
274.6
MPa
274.5 MPa
NO
--------
Desplazamien o
2.47
mm
25mm
NO
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
146
3.7.2.2. P ime a I e ación
En es a simulación, las dimensiones de los pe iles de los ubos empleados pa a es e
caso son:
Tabla 38. Dimensiones pe iles. Fuen e: p opia
Pe il
Uso
Ci cula hueco
32x4
Mampa o on al
30x2
A o p incipal, a o on al y anclaje cin u ones homb os
28x1.5
O os elemen os
10x2
Reposacabezas
Cuad ado
50x30x2.5
Cama caja ba e ías
3.7.2.2.1. A o p incipal
- Tensiones
Ilus ación 79. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
147
- Desplazamien os
Ilus ación 80. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
- Conclusiones
Tabla 39. Tabla esumen. Fuen e: p opia
Es udio
Resul ados
Valo es máximos
Elemen o
Valo
Unid.
A o p incipal
Vigas
467
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
13.58
mm
25mm
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
148
3.7.2.2.2. A o on al
- Tensiones
Ilus ación 81. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
- Desplazamien os
Ilus ación 82. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
149
- Conclusiones
Tabla 40. Tabla esumen. Fuen e: p opia
3.7.2.2.3. Impac o la e al
- Tensiones
Ilus ación 83. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
Es udio
Resul ados
Valo es máximos
Elemen o
Valo
Unid.
A o on al
Vigas
306.8
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
6.76
mm
25mm
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
150
- Desplazamien os
Ilus ación 84. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
- Conclusiones
Tabla 41. Tabla esumen. Fuen e: p opia
Es udio
Resul ados
Valo es máximos
Elemen o
Valo
Unid.
Impac o la e al
Vigas
161.3
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
0.71
mm
25mm
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
151
3.7.2.2.4. Impac o on al
- Tensiones
Ilus ación 85. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
- Desplazamien os
Ilus ación 86. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
- Conclusiones
Tabla 42. Tabla esumen. Fuen e: p opia
Es udio
Resul ados
Valo es máximos
Elemen o
Valo
Unid.
Impac o on al
Vigas
384.9
MPa
274.5 MPa
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
152
3.7.2.2.5. Anclajes cin u ón de homb os
- Tensiones
Ilus ación 87. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
- Desplazamien os
Ilus ación 88. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
Desplazamien o
6.54
mm
25mm
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
153
- Conclusiones
Tabla 43. Tabla esumen. Fuen e: p opia
3.7.2.2.6. Anclajes cin u ones de egazo y an isubma ino
- Tensiones
Ilus ación 89. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
Es udio
Resul ados
Valo es máximos
Elemen o
Valo
Unid.
Anclajes
cin u ón de
homb os
Vigas
698.2
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
10.74
mm
25mm
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
256
- Conclusiones
Tabla 116. Tabla esumen. Fuen e: p opia
3.7.2.7.4.9. Reposacabezas
- Tensiones
Ilus ación 257. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
- Desplazamien os
Ilus ación 258. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
Es udio
Resul ados
Valo es máximos
Elemen o
Valo
Unid.
Anclajes caja de ba e ías
Vigas
181.1
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
0.42
mm
25mm
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
257
- Conclusiones
Tabla 117. Tabla esumen. Fuen e: p opia
3.7.2.7.4.10. Compa ación esul ados
Tabla 118. Tabla esumen modi icación. Fuen e: p opia
Es udio
Compa ación esul ados
Elemen o
I e ación 4
Modi icación ex a
Unid.
A o p incipal
Vigas
248.4
248.3
MPa
Desplaz.
4.53
4.1
mm
A o on al
Vigas
185.9
144.6
MPa
Desplaz.
2.39
2.43
mm
Impac o la e al 1
Vigas
50.1
66.32
MPa
Desplaz.
0.21
0.43
mm
Vigas
50.1
137.8
MPa
Desplaz.
0.21
0.94
mm
Impac o la e al 2
Vigas
50.1
100.3
MPa
Desplaz.
0.21
0.77
mm
Vigas
50.1
115.2
MPa
Desplaz.
0.21
0.92
mm
Impac o la e al 3
Vigas
50.1
177.8
MPa
Desplaz.
0.21
1.4
mm
Vigas
50.1
101.5
MPa
Desplaz.
0.21
0.78
mm
Impac o la e al 4
Vigas
50.1
118.7
MPa
Desplaz.
0.21
0.83
mm
Vigas
50.1
118.6
MPa
Desplaz.
0.21
0.89
mm
Impac o on al
Vigas
274.5
280.8
MPa
Desplaz.
3.44
2.9
mm
Anclajes cin u ón de
homb os
Vigas
243.9
246.7
MPa
Desplaz.
3.37
3.1
mm
Anclajes cin u ones de
egazo y an isubma ino
Vigas
251.2
190.9
MPa
Desplaz.
1.6
1.2
mm
Impac o on ola e al
Vigas
265.8
288.0
MPa
Desplaz.
9.41
1.44
mm
Anclajes caja de ba e ías
Vigas
173
181.1
MPa
Desplaz.
0.38
0.42
mm
Reposacabezas
Vigas
262.5
263.1
MPa
Desplaz.
1.84
1.81
mm
Es udio
Resul ados
Valo es máximos
Elemen o
Valo
Unid.
Reposacabezas
Vigas
263.1
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
1.81
mm
25mm
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
258
Se puede comp oba que apenas exis e di e encias en e ambos modelos en cuan o a
ensiones ob enidas, sal o en el impac o la e al el cual a ia ya que su condición de
con o no ha a iado. Aun así, es as úl imas simulaciones mues an una mejo ía en
cuan o a los desplazamien os en algunas p uebas, lo cual hace que es e modelo sea el
mejo de los ob enidos an e io men e. Po an o, es e se á el modelo inal del chasis del
ehículo siguiendo la eo ía de igas. En la siguien e imagen, se uel e a mos a es e
modelo.
Ilus ación 259. Vis a chasis con modi icaciones. Fuen e: p opia
Es a es uc u a posee las siguien es ca ac e ís icas:
- Masa: 83.41 kg
- Longi ud: 2410mm
- Al u a máxima: 1240mm
- Anchu a máxima: 690mm
- Posición CG:
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
259
Ilus ación 260. Vis a la e al con ubicación del CG. Fuen e: p opia
Se puede comp oba que el cen o de g a edad del chasis es á p ác icamen e
cen ado con espec o a la ubicación de las uedas.
T as es o, el siguien e paso es aho a ealiza el es udio de algunas uniones que
puedan exis i concen aciones de ensiones que, po la eo ía de iga, no es posible
obse a . El chasis de pa ida en es e caso, es la solución del de eo ía de igas.
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
260
3.7.2.8. Cua a I e ación (con sólidos)
En es a i e ación se emplea el mismo chasis que esul a de la cua a i e ación
con las modi icaciones ealizadas, a la que se le modelan algunas uniones como sólidos
pa a es udia las de alladamen e.
3.7.2.8.1. A o p incipal
- Tensiones
o Sólidos
Ilus ación 261. Tensiones esul an es sólidos. Fuen e: p opia
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
261
Ilus ación 262. De alle ensiones esul an es sólidos. Fuen e: p opia
Ilus ación 263. De alle ensiones isosupe iciales esul an es. Fuen e: p opia
Ilus ación 264. De alle ensiones isosupe iciales esul an es. Fuen e: p opia
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
262
o Vigas
Ilus ación 265. Tensiones esul an es igas. Fuen e: p opia
- Desplazamien os
Ilus ación 266. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
263
- Conclusiones
Tabla 119. Tabla esumen. Fuen e: p opia
La siguien e abla esume los esul ados ob enidos en es e es udio:
Se puede comp oba que se supe a el lími e elás ico en una egión muy
conc e a. Po lo an o, hab á que dispone de igidizado es.
3.7.2.8.2. A o on al
- Tensiones
o Sólidos
Ilus ación 267. Tensiones esul an es sólidos. Fuen e: p opia
Es udio
Resul ados
Valo es máximos
Elemen o
Valo
Unid.
A o p incipal
Solidos
600
MPa
274.5 MPa
Vigas
231.5
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
3
mm
25mm
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
264
Ilus ación 268. De alle ensiones esul an es sólidos. Fuen e: p opia
Ilus ación 269. De alle Tensiones isosupe iciales esul an es. Fuen e: p opia
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
265
o Vigas
Ilus ación 270. Tensiones esul an es igas. Fuen e: p opia
- Desplazamien os
Ilus ación 271. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
272
Ilus ación 283. De alle ensiones isosupe iciales esul an es zona D. Fuen e: p opia
o Vigas
▪ Zona Impac o A
Ilus ación 284. Tensiones esul an es zona A. Fuen e: p opia
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
273
▪ Zona Impac o B
Ilus ación 285. Tensiones esul an es zona B. Fuen e: p opia
▪ Zona Impac o C
Ilus ación 286. Tensiones esul an es zona C. Fuen e: p opia
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
274
▪ Zona Impac o D
Ilus ación 287. Tensiones esul an es zona D. Fuen e: p opia
- Desplazamien os
▪ Zona Impac o A
Ilus ación 288. Tensiones esul an es zona A. Fuen e: p opia
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
275
▪ Zona Impac o B
Ilus ación 289. Tensiones esul an es zona B. Fuen e: p opia
▪ Zona Impac o C
Ilus ación 290. Tensiones esul an es zona C. Fuen e: p opia
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
276
▪ Zona Impac o D
Ilus ación 291. Tensiones esul an es zona D. Fuen e: p opia
- Conclusiones
En la siguien e abla se ecogen los esul ados de las simulaciones:
Tabla 121. Tabla esumen. Fuen e: p opia
Se puede obse a que hay algunas zonas de impac o en las que se supe a el
lími e elás ico, pe o as ealiza un es udio de isosupe icies, no se ha de ec ado esas
zonas. An e es o, se asume que se es á po debajo del lími e elás ico
Es udio
Resul ados
Valo es máximos
Elemen o
Valo
Unid.
Impac o la e al
Zona A
Solidos
72.1
MPa
274.5 MPa
Vigas
60.85
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
0.39
mm
25mm
Impac o la e al
Zona B
Solidos
224.3
MPa
274.5 MPa
Vigas
94.1
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
0.775
mm
25mm
Impac o la e al
Zona C
Solidos
274.5
MPa
274.5 MPa
Vigas
105.3
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
0.87
mm
25mm
Impac o la e al
Zona D
Solidos
274.5
MPa
274.5 MPa
Vigas
74.6
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
0.55
mm
25mm
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
277
3.7.2.8.4. Impac o on al
- Tensiones
o Sólidos
Ilus ación 292. Tensiones esul an es sólidos. Fuen e: p opia
Ilus ación 293. De alle ensiones esul an es sólidos. Fuen e: p opia
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
278
Ilus ación 294. De alle ensiones isosupe iciales esul an es. Fuen e: p opia
Ilus ación 295. De alle ensiones isosupe iciales esul an es. Fuen e: p opia
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
279
o Vigas
Ilus ación 296. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
- Desplazamien os
Ilus ación 297. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
280
- Conclusiones
Tabla 122. Tabla esumen. Fuen e: p opia
Se obse a que se supe a el lími e elás ico, exis iendo concen ación de ensiones en
los pun os de los o nillos de anclaje del a enuado de impac os y en la unión del a o p incipal
con la base del chasis.
3.7.2.8.5. Anclajes cin u ón de homb os
- Tensiones
o Sólidos
Ilus ación 298. Tensiones esul an es sólidos. Fuen e: p opia
Es udio
Resul ados
Valo es máximos
Elemen o
Valo
Unid.
Impac o on al
Solidos
500
MPa
274.5 MPa
Vigas
243.5
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
2.26
mm
25mm
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
281
Ilus ación 299. De alle ensiones esul an es sólidos. Fuen e: p opia
Ilus ación 300. De alle ensiones isosupe iciales esul an es. Fuen e: p opia
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
288
Ilus ación 311. De alle ensiones esul an es sólidos. Fuen e: p opia
Ilus ación 312. De alle ensiones isosupe iciales esul an es. Fuen e: p opia
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
289
Ilus ación 313. De alle ensiones isosupe iciales esul an es. Fuen e: p opia
o Vigas
Ilus ación 314. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
290
- Desplazamien os
Ilus ación 315. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
- Conclusiones
Tabla 125. Tabla esumen. Fuen e: p opia
Se puede obse a que se supe a el lími e elás ico en los sólidos, pe o dado los
esul ados, se debe á ealiza un es udio con la modi icación de la unión en e el a o p incipal
y la base del chasis.
Es udio
Resul ados
Valo es máximos
Elemen o
Valo
Unid.
Impac o
on ola e al
Solidos
800
MPa
274.5 MPa
Vigas
278.9
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
3.4
mm
25mm
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
291
3.7.2.8.8. Anclajes caja de ba e ías
- Tensiones
o Sólidos
Ilus ación 316. Tensiones esul an es sólidos. Fuen e: p opia
Ilus ación 317. De alle ensiones esul an es sólidos. Fuen e: p opia
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
292
Ilus ación 318. De alle ensiones isosupe iciales esul an es. Fuen e: p opia
Ilus ación 319. De alle ensiones isosupe iciales esul an es. Fuen e: p opia
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
293
o Vigas
Ilus ación 320. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
- Desplazamien os
Ilus ación 321. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
294
- Conclusiones
Tabla 126. Tabla esumen. Fuen e: p opia
Se obse a que se supe a el lími e elás ico en el sólido. Es o se debe p incipalmen e al
modelado la cama de la caja ya que se ealizó como supe icies. Se plan ea ealiza el es udio
median e sólidos pa a que los con ac os en e ca as queden bien ecogidos.
3.7.2.8.9. Reposacabezas
- Tensiones
o Sólidos
Ilus ación 322. Tensiones esul an es sólidos. Fuen e: p opia
Es udio
Resul ados
Valo es máximos
Elemen o
Valo
Unid.
Anclajes caja de
ba e ías
Solidos
450
MPa
274.5 MPa
Vigas
68.8
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
0.76
mm
25mm
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ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
295
Ilus ación 323. De alle ensiones esul an es sólidos. Fuen e: p opia
Ilus ación 324. De alle ensiones isosupe iciales esul an es. Fuen e: p opia
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
296
o Vigas
Ilus ación 325. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
- Desplazamien os
Ilus ación 326. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
297
- Conclusiones
Tabla 127. Tabla esumen. Fuen e: p opia
3.7.2.8.10. Conclusión de la i e ación
T as ealiza es a i e ación, se concluye que es necesa io epe i los es udios del
a o on al, el de los anclajes de los homb os y el de los anclajes de an isubma ino y
egazo; dejándose plan eado la ealización de las modi icaciones necesa ias y los
es udios de la unión en e el a o p incipal con la base del chasis.
Es udio
Resul ados
Valo es máximos
Elemen o
Valo
Unid.
Reposacabezas
Solidos
114.1
MPa
274.5 MPa
Vigas
252.3
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
1.7
mm
25mm
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
304
Ilus ación 333. Vis a delan e a. Fuen e: p opia
Ilus ación 334. Vis a ase a. Fuen e: p opia
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
305
3.7.2.11. O as simulaciones ú iles
Es as simulaciones se a as de simulaciones no expues as en la no ma i a pe o
que son necesa ias pa a cuando el ehículo es é en se icio. Todas es as simulaciones
se ealizan empleando el modelo en elemen os es uc u ales.
3.7.2.11.1. Le an amien o del ehículo
Es a simulación consis e en el le an amien o del ehículo pa a apoya lo en unas
bases pos e io men e. Aquí se quie e es udia que no exis e ningún p oblema en el
momen o en el que es á o almen e le an ado.
Pa a ello, se ealiza la siguien e condición de con o no:
Ilus ación 335. Condición de con o no. Fuen e: p opia
Se puede e que se ha es ingido los cua o é ices in e io es, los que
componen la pa e delan e a y la pa e ase a de la base del chasis. Es a es icción
pe mi e el gi o de las ba as, po lo que únicamen e se impiden los desplazamien os de
es os pun os. Como ca ga, se ha aplicado una g a edad, que se si úa en el cen o de
masas del chasis, pe o que su alo se ha de e minado suponiendo un peso o al del
ehículo, al y como se mues a a con inuación:
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
306
Sabiendo que el chasis pesa ap oximadamen e 85kg, y que se supone que el
ehículo pesa á unos 400kg en o al ( alo ob iamen e sob edimensionado), u ilizando
la segunda ley de New on,
𝐹 = 𝑚 · 𝑎 → 𝑎 = 𝑔 → 𝐹 = 𝑚 · 𝑔𝐸𝑐.5.1
Se iene que:
𝐹𝑇= 𝑚𝑇· 𝑔 → 𝑚𝑇= 𝑏 · 𝑚 → 𝐹𝑇= 𝑏 · 𝑚 · 𝑔𝐸𝑐.5.2
Donde:
- mT es la masa o al del monoplaza
- m es la masa del chasis
- b es la elación en e ambas masas
- g es la g a edad, ap oximadamen e 10m/s2
- FT es la ue za pun ual que se p oduce po la acción de la g a edad
en el cen o de masas del chasis.
Sus i uyendo,
𝑚𝑇= 𝑏 · 𝑚 → 400 = 𝑏 · 85 → 𝑏 = 400
85 = 4,7 ≈ 5𝐸𝑐.5.3
𝐹𝑇= 5 · 𝑚 · 10 → 𝐹𝑇= 𝑚 · 50𝐸𝑐.5.4
Es deci , que la ca ga de la g a edad que se in oduci ía en la simulación es de
50m/s2
T as simula el es udio, los esul ados ob enidos son:
- Vigas
Ilus ación 336. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
307
- Desplazamien os
Ilus ación 337. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
- Conclusión
Se puede comp oba que los esul ados mos ados se encuen an muy po
debajo de los eque imien os de la no ma i a, po lo que no es necesa io ealiza
ninguna o a acción.
3.7.2.11.2. Vehículo le an ado con apoyo al suelo
Es a simulación supone que el chasis del monoplaza se encuen a apoyado en
unas bases si uadas en los a os p incipales. Pa a ello, y conociendo la segunda ley de
New on, la condición de con o no de es a simulación se ealiza ijando los mismos
é ices de la simulación an e io , los cua o ex emos de la base del chasis, y asignando
unas ca gas en los é ices donde i ían dichas bases. Suponiendo una ca ga o al del
ehículo de 400kg (4000N), se le asigna a cada nodo una ca ga de 1000N. Es o se puede
e en la siguien e imagen:
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
308
Ilus ación 338. Condición de con o no. Fuen e: p opia
T as ealiza la simulación siguiendo es a hipó esis, se consiguen los siguien es
esul ados:
- Vigas
Ilus ación 339. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
309
- Desplazamien os
Ilus ación 340. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
- Conclusión
De o ma igual a la simulación an e io , se puede obse a que las ensiones y los
desplazamien os esul an es es án muy alejados a los eque imien os de la no ma i a,
po lo que no es necesa io ealiza o a acción en es a hipó esis.
3.7.2.11.3. E ec o de las suspensiones
En es e es udio se busca analiza el e ec o de la suspensión en el chasis,
conociendo la e ce a ley de New on. Además, se emplea ley de Hook, muy simila en
su o ma ma emá ica a la segunda ley de New on.
𝐿𝑒𝑦𝑑𝑒𝐻𝑜𝑜𝑘:𝐹 = −𝑘 · 𝑥𝐸𝑐.5.5
Donde:
- F es la ue za del muelle
- k es la cons an e de elas icidad del muelle
- x es la dis ancia o al que ha eco ido un ex emo del muelle, es ando
el o o ijo.
Tomando los alo es ob enidos del T abajo de Fin de G ado de Jesús Gómez, se
puede calcula es a ue za. Los alo es empleados son algo supe io a los e lejados en
dicho TFG.
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
310
𝐹 = − 20𝑘𝑁
𝑚·100𝑚𝑚 = −2𝑘𝑁𝐸𝑐.5.6
Es a es la ue za que se p oduce en cada uno de los muelles y que se ansmi e
al ehículo, al y como e leja la p ime a ley de New on.
En cuan o a las condiciones de con o no empleado ha sido la siguien e:
- Se es inge las anslaciones, pe o no las o aciones, de los a os
p incipal y on al, es deci , los nodos que los unen a la base del chasis.
- Se aplica una ca ga en el cen o de la ba a que une los anclajes del
iángulo de suspensión supe io . Además, dado que la suspensión
es a á con una inclinación, es necesa io conside a que es a ue za
o al, es a á epa ido an o en ho izon al como en e ical (ejes Z e
Y). Se suponen una inclinación de 67.5o con espec o a la ho izon al,
po lo que:
𝐹𝑧 = 2𝑘𝑁 ·cos(67.5𝑜)=88.45𝑁𝐸𝑐.5.7
𝐹𝑦 = 2𝑘𝑁 · sin(67.5𝑜)=1998.04𝑁𝐸𝑐.5.8
Ob iamen e, la ca ga en la di ección Z apun a hacia el in e io del ehículo,
mien as que la ca ga en la di ección Y apun a hacia a iba.
En la siguien e imagen, se puede obse a las condiciones de con o no
an e io men e mencionado.
Ilus ación 341. Condición de con o no. Fuen e: p opia
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
311
T as ealiza la simulación siguiendo es a hipó esis, se consiguen los siguien es
esul ados:
- Vigas
Ilus ación 342. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
- Desplazamien os
Ilus ación 343. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
- Conclusión
Se puede obse a que las enciones ob enidas se encuen an muy po debajo
de las condiciones ma cadas po la no ma i a, así como el desplazamien o. Po lo an o,
no es necesa io ealiza ninguna o a acción pa a es a hipó esis.
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
312
3.7.2.12. Compa ación con o os ma e iales
Con es a compa ación, se busca e el e ec o de los di e en es ma e iales en el
peso del ehículo. No se modi ica las dimensiones de los pe iles. Únicamen e se supone
que no hay ningún impedimen o, ni económico, ni logís ico u o o que indicase su
in iabilidad en la ealidad. Los ma e iales empleados son:
- Ace o aleado: Suponemos que el ma e ial empleado es un ace o
aleado 4130 con las siguien es p opiedades mecánicas:
Tabla 129. P opiedades mecánicas Ace o Aleado 4130
P opiedades
Valo
Unidades
Densidad
7850
kg/m3
Tensión máxima de o u a
670
MPa
Limi e elás ico
435
MPa
Modulo elás ico
205
GPa
Coe icien e de poisson
0.29
-
Ob iamen e, al se un ace o, su densidad es muy simila al AISI-1020,
pe o la impo ancia de es e ma e ial es que, dada su esis encia,
pe mi e emplea se pe iles mucho menos a los del AISI-1020,
consiguiéndose una educción impo an e de peso. Es o úl imo no se
ha ealizado dado que eque i ía o o análisis de dimensionado.
- Aluminio: Suponemos el empleo de una aleación de aluminio 5454-
H34 con las siguien es p opiedades mecánicas:
Tabla 130. P opiedades mecánicas Aluminio 5454-H34
P opiedades
Valo
Unidades
Densidad
2690
kg/m3
Tensión máxima de o u a
303
MPa
Limi e elás ico
241
MPa
Modulo elás ico
70.3
GPa
Coe icien e de poisson
0.33
-
No se es á conside ando que los a os p incipales deban se de ace o,
po lo que la masa ob enida no es del odo ealis a, pe o si una buena
ap oximación a la eal.
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ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
313
- Fib a de ca bono: Suponemos que se a a emplea pe iles ab icados
con el ma e ial p oceden e de Hexcel AS4C (3000 ilamen os) con las
siguien es p opiedades mecánicas.
Tabla 131. P opiedades mecánicas Fib a de Ca bono Hexcel AS4C (3000 ilamen os)
P opiedades
Valo
Unidades
Densidad
1780
kg/m3
Tensión máxima de o u a
4654
MPa
Limi e elás ico
-
MPa
Modulo elás ico
231GPa
GPa
Coe icien e de poisson
-
-
No se es á conside ando que los a os p incipales deban se de ace o,
po lo que la masa ob enida no es del odo ealis a, pe o si una buena
ap oximación a la eal.
- PVC: Si se decidiese ealiza un p o o ipo a escala eal del chasis, se
elegi ía es e ma e ial debido, p incipalmen e a su acilidad de
ensamblaje y ob ención, además de su economía. Sus p opiedades
mecánicas se esumen a con inuación:
Tabla 132. P opiedades mecánicas PVC
P opiedades
Valo
Unidades
Densidad
1650
kg/m3
Tensión máxima de o u a
50.3
MPa
Limi e elás ico
23.8
MPa
Modulo elás ico
7.03
GPa
Coe icien e de poisson
-
-
No se es á conside ando que los a os p incipales deban se de ace o,
po lo que la masa ob enida no es del odo ealis a, pe o si una buena
ap oximación a la eal.
Los esul ados ob enidos, se ecogen en la siguien e abla:
Tabla 133. Peso del ehículo modi icando el ma e ial y sin a ia las secciones de los pe iles
Ace o
AISI-1020
Ace o aleado
4130
Aleación Aluminio
5445-H34
Fib a de ca bono
Hexcel AS4C
(3000 ilamen os)
PVC
Peso chasis (kg)
83.41
83.41
28.51
19.81
13.78
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320
Ilus ación 354. Desplazamien os esul an es zona 4A. Fuen e: p opia
Ilus ación 355. Desplazamien os esul an es zona 4B. Fuen e: p opia
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321
- Conclusiones
Tabla 136. Tabla esumen. Fuen e: p opia
3.7.2.13.1.4. Impac o on al
- Tensiones
Ilus ación 356. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
Es udio
Resul ados
Valo es máximos
Elemen o
Valo
Unid.
Impac o la e al 1
Vigas
159.4
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
1.3
mm
25mm
Impac o la e al 2
Vigas
133.1
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
0.98
mm
25mm
Impac o la e al 3
Vigas
104.4
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
0.86
mm
25mm
Impac o la e al 4
Vigas
120.3
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
0.9
mm
25mm
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ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
322
- Desplazamien os
Ilus ación 357. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
- Conclusiones
Tabla 137. Tabla esumen. Fuen e: p opia
3.7.2.13.1.5. Anclajes cin u ón de homb os
- Tensiones
Ilus ación 358. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
Es udio
Resul ados
Valo es máximos
Elemen o
Valo
Unid.
Impac o la e al
Vigas
301
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
3.46
mm
25mm
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ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
323
- Desplazamien os
Ilus ación 359. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
- Conclusiones
Tabla 138. Tabla esumen. Fuen e: p opia
3.7.2.13.1.6. Anclajes cin u ones de egazo y an isubma ino
- Tensiones
Ilus ación 360. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
Es udio
Resul ados
Valo es
máximos
Elemen o
Valo
Unid.
Anclajes cin u ón homb os
Vigas
246.7
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
3.1
mm
25mm
DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA José Juan Macías Solá
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324
- Desplazamien os
Ilus ación 361. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
- Conclusiones
Tabla 139. Tabla esumen. Fuen e: p opia
3.7.2.13.1.7. Impac o on ola e al
- Tensiones
Ilus ación 362. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
Es udio
Resul ados
Valo es
máximos
Elemen o
Valo
Unid.
Anclajes cin u ones de
egazo y an isubma ino
Vigas
200.1
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
1.77
mm
25mm
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325
- Desplazamien os
Ilus ación 363. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
- Conclusiones
Tabla 140. Tabla esumen. Fuen e: p opia
3.7.2.13.1.8. Anclajes caja de ba e ías
- Tensiones
Ilus ación 364. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
Es udio
Resul ados
Valo es
máximos
Elemen o
Valo
Unid.
Impac o on ola e al
Vigas
274.8
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
4.6
mm
25mm
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326
- Desplazamien os
Ilus ación 365. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
- Conclusiones
Tabla 141. Tabla esumen. Fuen e: p opia
3.7.2.13.1.9. Reposacabezas
- Tensiones
Ilus ación 366. Tensiones esul an es. Fuen e: p opia
Es udio
Resul ados
Valo es máximos
Elemen o
Valo
Unid.
Anclajes caja de ba e ías
Vigas
180.7
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
0.42
mm
25mm
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327
- Desplazamien os
Ilus ación 367. Desplazamien os esul an es. Fuen e: p opia
- Conclusiones
Tabla 142. Tabla esumen. Fuen e: p opia
3.7.2.13.1.10. Compa ación esul ados
Tabla 143. Tabla esumen modi icación. Fuen e: p opia
Es udio
Compa ación esul ados
Elemen o
Chasis 3.5.2.7.4
Co ección
Unid.
A o p incipal
Vigas
248.3
243.8
MPa
Desplaz.
4.1
4.1
mm
A o on al
Vigas
144.6
147.5
MPa
Desplaz.
2.43
2.33
mm
Impac o la e al 1
Vigas
137.8
159.4
MPa
Desplaz.
0.94
1.3
mm
Impac o la e al 2
Vigas
115.2
133.1
MPa
Desplaz.
0.92
0.98
mm
Impac o la e al 3
Vigas
101.5
104.4
MPa
Desplaz.
0.78
0.86
mm
Impac o la e al 4
Vigas
118.6
120.3
MPa
Es udio
Resul ados
Valo es máximos
Elemen o
Valo
Unid.
Reposacabezas
Vigas
263.1
MPa
274.5 MPa
Desplazamien o
1.81
mm
25mm
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328
Desplaz.
0.89
0.9
mm
Impac o on al
Vigas
280.8
301
MPa
Desplaz.
2.9
3.46
mm
Anclajes cin u ón de
homb os
Vigas
246.7
246.7
MPa
Desplaz.
3.1
3.1
mm
Anclajes cin u ones de
egazo y an isubma ino
Vigas
190.9
200.1
MPa
Desplaz.
1.2
1.77
mm
Impac o on ola e al
Vigas
288.0
274.8
MPa
Desplaz.
1.44
4.6
mm
Anclajes caja de ba e ías
Vigas
181.1
180.7
MPa
Desplaz.
0.42
0.42
mm
Reposacabezas
Vigas
263.1
263.1
MPa
Desplaz.
1.81
1.81
mm
Como se puede e en la abla an e io , el e ec o de hace el cockpi mayo sin
al e a las dimensiones o ales del chasis apenas se ap ecia, po lo que no hace al a
ealiza un es udio de las uniones más de allado.
Po an o, es e chasis iene las siguien es ca ac e ís icas muy simila es al chasis
3.5.2.7.4, pe o en cuan o a su cen o de g a edad y su dis ancia de ejes, a ia
signi ica i amen e.
La nue a dis ancia en e ejes se queda en 1665 mm, an es 1530mm. En cuan o
al cen o de g a edad, és e queda como mues a la imagen.
Ilus ación 368. Posición del cen o de g a edad. Fuen e: p opia
Compa ando ambos chasis, la a iación ha sido como se mues a:
José Juan Macías Solá DISEÑO DE UN CHASIS PARA UN MONOPLAZA
ELÉCTRICO DE FORMULA STUDENT
329
Ilus ación 369. Compa ación chasis. Fuen e: p opia
Po úl imo, es in e esan e obse a cómo queda el cen o de g a edad de
odo el conjun o. És e se ubica muy ce cano al del pilo o y, so p enden emen e, a la
misma dis ancia en e ambos ejes. Es as dis ancias son:
Tabla 144. Dis ancias del cen o de g a edad a los ejes. Fuen e: p opia
Dis ancia (mm)
Eje delan e o – CG
827
CG – Eje ase o
837
Di e encia
10
Chasis 3.5.2.7.4
Chasis nue o
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3:3"3
3:3"3
79,42°
51,75°
42,82
2,04
R177,96
R199,66
30,83
45,30
Nomb. A ch.
Diseño de un chasis pa a un monoplaza eléc ico de Fo mula S uden
E.D.E.P.
Más e en Ingenie ía Indus ial
Dibujado (Nomb e) José Juan
Fecha 01/06/2019 Au o
Dibujado (Apellidos) Macías Solá
Id. s. no mas UNE-EN-ISO
Escala:
1:1
Nº plano: 11
Rigidizado es a o p incipal
ULL
Especialidad Elec omecánica
Uni e sidad de La Laguna
Uni e sidad
de La Laguna
30,08
2
89,69
10,03
13
2
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