Diseño de un disco de freno para un automóvil comercial deportivo

Abstract

[ES] El presente trabajo tiene como objetivo principal el diseño y análisis de un disco de freno. Este es un componente crítico, y crucial, en el sistema de frenado de todo vehículo y su diseño óptimo es importante para garantizar un buen rendimiento y una conducción segura. Para ello se ha hecho uso de un software CAD llamado SolidWorks con el cual se ha simulado un modelo tridimensional de la pieza permitiendo realizarse un estudio mediante elementos finitos. Gracias a ello se han considerado diferentes geometrías, con diferentes grosores o diámetros, y diferentes materiales disponibles, usualmente utilizados en la industria automotriz, comparando entre si sus características mecánicas. Se ha realizado un estudio del comportamiento estructural de la pieza bajo diferentes cargas, lo cual ayuda a comprender su desempeño cuando el diseño se exponga a condiciones reales. Además, se ha llevado a cabo una investigación sobre el aspecto de refrigeración de la pieza, que es un punto crítico, especialmente en automóviles de alto rendimiento, debido a las altas temperaturas generadas durante el proceso de frenado. Por último, a la vista de los resultados, se ha propuesto una alternativa a la planteada desde un principio con el objetivo de mejorar sus características y optimizar la pieza final.

[EN] The main objective of this work is the design and analysis of a brake disc. This is a critical and crucial component in the braking system of any vehicle and its optimal design is important to ensure good performance and safe driving. For this purpose, a CAD software called SolidWorks has been used to simulate a three-dimensional model of the part, allowing a finite element study to be carried out. Thanks to this, different geometries have been considered, with different thicknesses or diameters, and different materials available, usually used in the automotive industry, comparing their mechanical characteristics. A study of the structural behavior of the part under different loads has been carried out, which helps to understand its behavior when the design is exposed to real conditions. In addition, the cooling aspect of the part has been investigated, which is a critical point, especially in high performance cars, due to the high temperatures generated during the braking process. Finally, in view of the results, an alternative to the one proposed from the beginning has been proposed with the aim of improving its characteristics and optimizing the final part.

[CA] El present treball té com a objectiu principal el disseny i anàlisi d'un disc de fre. Aquest és un component crític, i crucial, en el sistema de frenat de tot vehicle i el seu disseny òptim és important per a garantir un bon rendiment i una conducció segura. Per a això s'ha fet ús d'un programar CAD anomenat SolidWork, amb el qual s'ha simulat un model tridimensional de la peça permetent realitzar un estudi mitjançant elements finits. Gràcies a això, s'han considerat diferents geometries, amb diferents gruixos o diàmetres, i diferents materials disponibles, usualment utilitzats en la indústria automotriu, comparant entre si les seves característiques mecàniques. S'ha realitzat un estudi del comportament estructural de la peça sota diferents càrregues, la qual cosa ajuda a comprendre el seu acompliment quan el disseny s'expose a condicions reals. A més, s'ha dut a terme una recerca sobre l'aspecte de refrigeració de la peça, que és un punt crític, especialment en automòbils d'alt rendiment, a causa de les altes temperatures generades durant el procés de frenat. Finalment, a la vista dels resultats, s'ha proposat una alternativa a la plantejada des d'un principi amb l'objectiu de millorar les seves característiques i optimitzar la peça final.