Diseño de una llanta dinamométrica para vehículos ligeros

Abstract

[ES] La simulación dinámica y el control avanzado son dos áreas que se están ganando importancia en al campo del diseño y producción industrial. La simulación dinámica es una herramienta ya consolidada y comúnmente usada en industrias como la del automóvil y todas las relacionadas con esta debido a que puede reemplazar las caras pruebas con prototipos. Así, los resultados que se puede obtener de las herramientas de simulación como las técnicas avanzadas de control dependen en gran medida de la calidad de los datos con los que el modelo dinámico es generado. La medida directa de los parámetros físicos (tales como la masa, localización de los centros de gravedad, tensores de inercia, parámetros de fricción, etc) resulta problemático en sistemas que están siendo diseñados. También debe considerarse que estos parámetros pueden cambiar significativamente a los largo de la vida del sistema mecánico. La alternativa a la medida directa es la identificación de estos parámetros de forma experimental a través de datos obtenidos directamente durante la operación de los sistemas mecánicos. La propuesta de este trabajo es el diseño de una llanta dinamométrica capaz de determinar las fuerzas y los momentos que son transmitidos al eje de la rueda durante el funcionamiento del vehículo. La instrumentación necesaria ha sido diseñada usando técnicas de extensometría y el del estudio de las deformaciones asociadas a los diferentes esfuerzos que actúan en ella. El estudio de las deformaciones se realizó mediante la técnica de elementos finitos considerando los diferentes tipos de fuerzas que actúan sobre la llanta. Modelando el comportamiento de las deformaciones de la llanta, y simulando una instrumentación apropiada basándose en los resultados provistos por el análisis de elementos finitos se desarrollará un procedimiento adecuado para determinar la instrumentación necesaria para obtener las medidas deseadas

[EN] Dynamic simulation and advanced control are two areas that are becoming important in the field of design and industrial production. Dynamic simulation is a design tool now consolidated and commonly used in industries such as automobile and the related ones because it replaces the expensive tests with prototypes. Well, the results can provide simulation tools such as advanced control techniques critically depend on the quality of the data from which the mechanical model systems are generated. Direct measurement of these data or physical parameters (mass, location of centers of gravity, inertia tensors, friction parameters, etc) is problematic in systems that are being designed. We also have to consider that these parameters may change significantly over the life of the mechanical system. The alternative measurement is the identification of these parameters from experimental data acquired during the operation of mechanical systems. The actual proposal of this work is to design a wheel rim for light vehicle able to determinate the forces and moments that are transmitted to the axis of the vehicle wheel during use. The necessary instrumentation is designed using extensometry techniques, and the design process focuses on the study of the wheel rim deformations associated with the different forces acting on it. The study of strain performed on models analyzed by finite element techniques considering the different types of forces acting on the rim. Modeling the deformations behavior of the wheel rim, and doing a proper instrumentation based on the FEM analysis the results will be develop the procedure for the instrumentation of the rim to obtain the desired measurements. (inglés)