Diseño y análisis de una llanta de material compuesto para vehículos de alta gama

Abstract

[ES] El presente proyecto ha tenido como objetivo establecer un método de diseño para llantas de material compuesto impulsado por las posibles ventajas que aportaría la utilización de llantas ligeras de material compuesto. Para lograr dicho objetivo, se ha puesto en contexto a la llanta y su evolución a lo largo de los años, así como las vías de investigación actuales relacionadas y analizando las soluciones existentes. Inicialmente, se ha realizado un diseño básico de cinco radios macizos que ha ido evolucionando y cambiando hasta obtener un total de cinco diseños. Dichos diseños han sido evaluados con métodos de elementos finitos bajo simulaciones que establecen un cálculo simplificado de los ensayos de homologación para llantas. En primera instancia, los diseños han sido optimizados para cumplir con los límites de esfuerzo de una aleación de aluminio de uso común para este tipo de componentes. Posteriormente, se ha realizado una comparativa de las deformaciones sufridas en cada simulación y en cada diseño, y se ha elegido la que menor peso y deformaciones sufría. Habiendo elegido el diseño óptimo, se ha sometido a las mismas simulaciones y dimensionado para un material compuesto laminado de fibra de carbono y resina epoxi. Con las simulaciones realizadas se han comparado los resultados de las simulaciones del diseño elegido para los casos de aleación de aluminio y el laminado de fibra de carbono y resina epoxi. Finalmente se ha propuesto un método para la fabricación del diseño elegido en material compuesto y realizado un estudio económico de los posibles costes de fabricación.