Paso 4: Validación de FEM 2/3
CASOS DE CARGAEn esta sección los casos de carga se definirán así como implementar estos carga casos en ANSYS.
BACHE DE 4G
Cuando el auto golpea un bache en la carretera el chasis debe soportar una carga de 4 veces la masa en la dirección vertical en el punto de anclaje de la suspensión. La masa de destino del coche es de 500 kg, junto con la masa del conductor y el pasajero es 650 kg. Esto significa que la fuerza en los puntos de fijación es igual a 4 * g * 650/3 = 8502 N.
Criterios de fallo:
La tensión máxima (Von Mises) debe ser menor y la tensión de producción dividido por un factor de seguridad.
El desplazamiento máximo (suma de vectores de desplazamiento) debe ser inferior a 1/400 de la distancia entre ejes. Esta es una regla del pulgar para la rigidez de la flexión del chasis.
1G BUEY
Cuando el coche tiene que hacer un giro repentino (por ejemplo, para evitar una colisión) el chasis tiene que soportar una carga de 1 veces la masa en la dirección horizontal en la puntos de anclaje de la suspensión delantera. Ello equivale a una fuerza de 1 * g * 650/2 = 3188 N.
Criterios de fallo:
La tensión máxima (Von Mises) debe ser menor y la tensión de producción dividido por un factor de seguridad.
FRENO DE 1G
Cuando el coche tiene que hacer una frenada de emergencia (por ejemplo, para evitar una colisión) el chasis tiene que soportar una carga de 1 veces la masa en la dirección horizontal en la puntos de anclaje de la suspensión delantera. Ello equivale a una fuerza de 1 * g * 650/2 = 3188 N.
Criterios de fallo:
La tensión máxima (Von Mises) debe ser menor y la tensión de producción dividido por un factor de seguridad.
TORSIÓN
El chasis debe tener una rigidez torsional de 2000 Nm/grado: cuando se aplica un momento de 2000 Nm en el eje central del vehículo (el eje en el plano del centro del coche entre la suspensión delantera y suspensión trasera) el chasis es permitido tener una rotación de 1 grado.
La manera de hacer esto en ANSYS es aplicar una fuerza en dirección vertical (dirección opuesta) en los puntos de suspensión delanteros y limitar los desplazamientos del punto de suspensión trasero. Ejecutar la simulación y analizar la suma de vector de desplazamiento (USUM): convertir esta traducción a la rotación.
De nuevo los 2000 Nm/grados es una regla.
La importancia de la rigidez torsional del chasis es simplemente la habilidad de mantener una plataforma estable para la suspensión operar de y se refieren a la superficie del camino (fuente: http://www.jblmotor.com/JBLchassis.html, 07 de julio de 2006)
CARGA ESTÁTICA
La carga estática es para comprobar si el chasis es capaz de soportar todas las cargas de los componentes en el coche. Tenemos la siguiente lista de componentes (base de estimación):
Componente peso (kg)
Propulsión de 80
Sistema de pila de combustible 200
Almacenaje de la energía 20
Cuerpo compuesto 50
Interior (asientos, salpicadero) 100
Conductor y el pasajero 150
El problema es que no sabemos, sin embargo, donde se colocará todos los componentes en el coche. Normalmente la carga requisitos de torsión- y rigidez de flexión es dominante sobre la carga estática por lo que en este punto no debemos preocuparse por carga estática mucho.
Cuando hay más información disponible sobre la ubicación de los componentes es posible un análisis estático para verificar la concentración de tensión local.
COLISIÓN FRONTAL 5G
Una carga distribuida de 5 * g * 650 = 31882 N se aplicará a los tubos frontales del vehículo. La tensión máxima debe ser menor que la tensión de producción dividida por un factor de seguridad.
5G LADO SOLLICION
Mismo como colisión frontal, excepto que las fuerzas actúan en los tubos laterales del chasis.
COLISIÓN TRASERA DE 5G
Mismo como colisión frontal, excepto que las fuerzas actúan sobre los tubos traseros del chasis.
ROLLOVER DE 3G
Una carga distribuida de 3 * g * 650 = 19129 N se aplicará a los tubos en el techo del chasis. La tensión máxima debe ser menor que la tensión de producción dividida por un factor de seguridad.
