Diseño y construcción de una carrocería para un vehículo tipo formula SAE

Abstract

El presente trabajo de investigación se centró en el diseño y construcción de una carrocería para un vehículo tipo Formula SAE en la Universidad Técnica del Norte. La necesidad surgió porque la institución ya contaba con un chasis, pero carecía de una carrocería que permitiera usar completamente el vehículo en competiciones o fines académicos. El proyecto se abordó mediante el uso de software de diseño asistido por computadora (CAD) para la creación de la carrocería y un software de ingeniería asistida por computadora (CAE) para analizar su comportamiento aerodinámico. La elección de los materiales fue crucial, ya que influyen en la aerodinámica de la carrocería, por tal motivo se seleccionó la fibra de vidrio debido a su resistencia mecánica, facilidad de manipulación y bajo costo. Se interpretó el comportamiento aerodinámico del prototipo mediante análisis de presión estática, presión dinámica, velocidad, turbulencia y trayectorias de flujo, en donde se examinó las distintas presiones y velocidades en diferentes partes de la carrocería, destacando la relación entre velocidad y presión según el principio de Bernoulli. En el análisis de turbulencia reveló un bajo porcentaje de turbulencia en la carrocería, lo que fue beneficioso para la estabilidad y las trayectorias de flujo mostraron que el flujo de aire no creaba vórtices o remolinos significativos que pudieran afectar la estabilidad del vehículo. Se realizaron cálculos aerodinámicos esenciales como el coeficiente de sustentación y el coeficiente de arrastre. Se obtuvo un coeficiente de sustentación bajo, lo que indicó que el diseño de la carrocería no generaría ningún problema tan significante y a su vez el coeficiente de arrastre se consideró aceptable, también se calculó la potencia necesaria para vencer la fuerza de arrastre, lo que resultó en 4.11 Hp a una velocidad de 100 km/h. Finalmente, se concluyó que el diseño cumplía con los requisitos aerodinámicos necesarios para un rendimiento adecuado.