Diseño y cálculo de un chasis de competición para un kart KZ2 según la normativa CIK-FIA

Abstract

[ES] El TFG que se presenta a continuación tiene por objetivo el diseño y el cálculo de un chasis de competición para un kart de la categoría KZ2, así como el estudio de su proceso de fabricación. Se pretende realizar el diseño y el cálculo de toda aquella base estructural que presenta un kart de competición de la forma más optimizada posible, con el fin de mejorar su rendimiento y lidiar con uno de los aspectos más importantes, la seguridad del piloto.

El proyecto abordará, en primer lugar, el diseño optimizado del chasis, basándose en la normativa de homologación impuesta por la comisión internacional de karting (CIK-FIA), mediante la asistencia del software CAD SolidWorks. En segundo lugar, se realizarán los correspondientes cálculos estructurales, donde se obtendrán las solicitaciones y estado tensional de la pieza. Esto se realizará mediante ensayos con distintas cargas estáticas y dinámicas a las que estará sometida la estructura, con el fin de verificar el correcto comportamiento estructural del chasis, para ello se empleará el software CAE SolidWorks. Finalmente, se realizará el estudio del proceso de fabricación del chasis, con los respectivos procesos a seguir, así como el estudio económico del mismo.

Con este TFG se trabajarán las siguientes competencias de la titulación:

¿ 41 (E) Conocimientos y capacidades para aplicar las técnicas de ingeniería gráfica. ¿ 42 (E) Conocimientos y capacidades para el cálculo, diseño y ensayo de máquinas. ¿ 44 (E) Conocimientos y capacidades para aplicar los fundamentos de la elasticidad y resistencia de materiales al comportamiento de sólidos reales. ¿ 47 (E) Conocimientos y capacidades para la aplicación de la ingeniería de materiales. ¿ 48 (E) Conocimiento aplicado de sistemas y procesos de fabricación, metrología y control de calidad. ¿ 66 (G) Capacidad para el manejo de especificaciones, reglamentos y normas de obligado cumplimiento.

[EN] The objective of the TFG presented below is the design and calculation of a competition chassis for a KZ2 category kart, as well as the study of its manufacturing process. The design and calculation of all the structural basis of a competition kart will be carried out in the most optimized way possible, in order to improve its performance and to deal with one of the most important aspects, the driver's safety. The project will address, first of all, the optimized design of the chassis, based on the homologation regulations imposed by the international karting commission (CIK-FIA), with the assistance of CAD SolidWorks software. A 3D design of the chassis will be made, where detailed drawings will be included in order to have the appropriate dimensions and geometry of the part. Secondly, the corresponding structural calculations will be carried out, where the stresses and tensional state of the part will be obtained. This will be done through tests with different static and dynamic loads to which the structure will be subjected, in order to verify the correct structural behavior of the chassis, with the assistance of CAE SolidWorks software, and see the correct compliance with the specific regulations. Finally, a study of the manufacturing process of the relevant chassis will be carried out, with the respective processes to be followed, and a final economic budget will be made where all the expenses will be exposed in detail. The realization of this TFG is proposed in such a way that the competences of the Degree in Mechanical Engineering related to the proposed topic are worked, either the specific use of the regulations imposed by the CIK-FIA, the use of CAE calculation software for structural calculations and CAD design for 3D modeling, analysis of possible manufacturing processes and cost analysis, among others.

[CA] El TFG que es presenta a continuació té per objectiu el disseny i el càlcul d'un xassís de competició per a un kart de la categoria KZ2, així com l'estudi del seu procés de fabricació. Es realitzarà el disseny i el càlcul de tota aquella base estructural que presenta un kart de competició de la forma més optimitzada possible, amb la finalitat de millorar el seu rendiment i bregar amb un dels aspectes més importants, la seguretat del pilot. El projecte abordarà, en primer lloc, el disseny optimitzat del xassís, basant-se en la normativa d'homologació imposada per la comissió internacional de karting (CIK-FIA), mitjançant l'assistència del programa CAD SolidWorks. Es realitzarà un disseny 3D del xassís, on s'inclouran plans detallats amb la finalitat de disposar de les dimensions adequades i geometria de la peça. En segon lloc, es realitzaran els corresponents càlculs estructurals, on s'obtindran les sol·licitacions i estat tensional de la peça. Això, es realitzarà mitjançant assajos amb diferents càrregues estàtiques i dinàmiques a les quals estarà sotmesa l'estructura, amb la finalitat de verificar el correcte comportament estructural del xassís, mitjançant l'assistència del programa CAE SolidWorks, i veure el correcte compliment de la normativa específica. Finalment, es realitzarà l'estudi del procés de fabricació del xassís pertinent, amb els respectius processos a seguir, i es realitzarà un pressupost econòmic final on s'exposaran detalladament tots els costos. La realització d'aquest TFG es planteja de tal forma que es treballen aquelles competències del Grau d'Enginyeria Mecànica relacionades amb la temàtica plantejada, ja siga l'ús específic de la normativa imposada per la CIK-FIA, l'ús de softwares de càlcul CAE per a càlcul estructurals i disseny CAD per al modelatge 3D, anàlisi dels processos de fabricació possibles i anàlisi de costos, entre altres.