Diseño y simulación de un vehículo monoplaza eléctrico bajo condiciones de impacto mediante software de ingeniería CAD/CAE

Abstract

El presente proyecto de investigación titulado “Diseño y simulación de un vehículo monoplaza eléctrico bajo condiciones de impacto mediante software de ingeniería CAD/CAE” comprende una metodología de estudio teórica, tecnológica, experimental, descriptiva y cuali-cuantitativa, haciendo referencia a los materiales estructurales de un vehículo, el cual, ha permitido proponer una alternativa en el uso de materiales para la carrocería del habitáculo de seguridad. Se realizó el modelado CAD tanto del vehículo como del impactador utilizando el software de diseño SolidWorks considerando todas las características físicas de los mismos, después se preparó y validó el modelo aplicando condiciones de borde, asignando materiales, fuerzas, tiempo, velocidad, calidad del mallado por el método de Jacobian Ratio, etc. todo esto en el software de pre-procesamiento Ls-PrePost. El estudio comprende cuatro simulaciones explícitas con distintos materiales, a una velocidad de 50 km/h ante una barrera rígida como lo determina el Programa Europeo de Evaluación de Automóviles Nuevos Euro NCAP, empleando el software de análisis dinámico Ls-Dyna en su versión estudiantil, siguiendo con un post-procesamiento que es la visualización e interpretación de los resultados del ensayo computacional con la ayuda de gráficas, tablas y muchas otras herramientas que este software ofrece. Al finalizar el análisis de los resultados por el método de elementos finitos, se determinó que el acero denominado en este estudio NHTSA #2 (designación propia de los autores), el cual es un material usado para análisis de impactos por la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras de los Estados Unidos, seguido del acero ASTM A-500 de Grado C son los materiales que presentan un mejor comportamiento ante las deformaciones presentadas después de un impacto frontal, alcanzando una deformación total de 113.73 mm y 158.87 mm respectivamente, además, se determinó que los primeros 20 ms son los más cruciales durante un choque frontal, debido a que en este lapso de tiempo los elementos más críticos de la parte frontal del vehículo alcanzan los límites de resistencia y deformación del material provocando en algunos casos la rotura permanente de dichos elementos.