Diseño y construcción de la estructura tubular del vehículo prototipo tipo "Tumbler”

Abstract

En el presente proyecto de investigación se realizó el diseño y construcción de la estructura tubular de un prototipo tipo “Tumbler”. Para empezar con el modelado se tomó como referencia algunos parámetros existentes en la normativa SAE, que especifica características de dimensionamiento de estructuras de vehículos de esta competición. El primer paso del proyecto fue el modelado en el software CAD posteriormente la selección del tubo, en donde la normativa FIA específicamente en el anexo J, define dimensiones del perfil que se utilizan en armazones de seguridad según la aplicación que vaya a tener el tubo, y se la asignó en el modelado de la estructura, a su vez se investigó acerca de la disponibilidad del perfil en el mercado ecuatoriano, estableciendo así que se trabaja con tubos bajo la normativa de fabricación ASTM A500 de grado A, que, especifica las características del tubo, y el material, que se trata de un acero A53. Las propiedades físicas y de diseño del material fueron añadidas al perfil modelado, para realizar el estudio de elementos finitos, para el cual se calcularon las cargas a las que va a estar sometida la estructura, detalladas en la normativa NTE INEN 1323. Se aplicaron las cargas en la estructura modelada, para el estudio de elementos finitos en el software CAE, donde se estudiaron tres parámetros de diseño que fueron el criterio de Von Mises, desplazamiento y factor de diseño, donde se obtuvieron resultados satisfactorios. Al comprobar la seguridad de la estructura del prototipo, se procedió a la construcción de este, en el que se siguió un procedimiento específico. Para comprobar que las uniones soldadas brinden la seguridad esperada se realizaron dos ensayos no destructivos a la soldadura, los cuales fueron inspección visual y de líquidos penetrantes, dando resultados favorables para el proyecto.