Análisis y validación de rigidez torsional para el chasis de un monoplaza de Formula Student

Abstract

[ES] En este proyecto se va a desarrollar la metodología a utilizar para el diseño de los laminados de un monocasco de Formula Student, con el objetivo de optimizar el ratio rigidez/peso de este. El proyecto se estructurará de la siguiente forma: -Introducción teórica sobre rigidez torsional, parámetros y elementos que influyen en esta y su impacto en un chasis de competición. -Diseño de laminados mediante simulaciones de elementos finitos para cumplir con la normativa FSAE, conseguir el objetivo de rigidez torsional necesaria para este tipo de chasis y optimizar el ratio rigidez/peso. Además de su posterior validación y comparación de los laminados mediante ensayos de flexión a probetas -Desarrollo de la simulación de rigidez torsional mediante elementos finitos, optimización de los laminados usados en el monocasco de fibra de carbono y diseño de refuerzos para maximizar el ratio rigidez/peso. -Diseño y fabricación del utillaje empleado en el ensayo para la validación de la simulación de rigidez torsional y metodología a seguir para la realización del mismo Tras los resultados obtenidos en el ensayo y su comparación con los obtenidos en la simulación, se puede llegar a la conclusión de que la correlación entre la simulación y el ensayo está dentro de unos márgenes aceptables. Para obtener una mejor correlación se puede introducir mejoras para la simulación de rigidez torsional, el utillaje del ensayo y la metodología utilizados en el ensayo, habiendo sido estas estudiadas teóricamente y algunas de ellas ejecutadas.

[EN] This project will develop methodology to be used for the design of layup of a Formula Student monocoque, in order to optimize the rigidity/weight ratio. The project will be structured as follows: - Theoretical introduction on torsional stiffness, parameters and elements that influence this and its impact on a racing chassis. - Design of layup using finite element simulations to comply with the FSAE standard, achieve the torsional stiffness objective necessary for this type of chassis and optimize the rigidity/weight ratio. In addition to its subsequent validation and comparison of the layup by means of bending tests on specimens. -Development of the simulation of torsional stiffness through finite elements, optimization of the layup used in the carbon fiber monocoque and design of reinforcements to maximize the rigidity/weight ratio. - Design and manufacture of the tooling used in the test for the validation of the simulation of torsional stiffness and methodology to be followed for the realization of the same. After the results obtained in the test and its comparison with those obtained in the simulation, it can be concluded that the correlation between the simulation and the test is within acceptable margins. To obtain a better correlation it is possible to introduce improvements for the simulation of torsional stiffness, the tooling of the test and the methodology used in the test, having been studied theoretically and some of them executed.