Diseño de un atenuador de impacto utilizando un material alternativo

Abstract

espanolObjetivo: El presente trabajo muestra el diseno y simulacion de un atenuador de impacto delantero a escala para un vehiculo tipo sedan, para lo cual se realizo el modelado en el software SolidWorks y la simulacion a traves del software Ansys Workbench con el fin de analizar el comportamiento y absorcion de energia del componente durante el impacto. Por ultimo, se realizo la impresion del atenuador de impacto a escala para validar el modelo Metodologia: En este trabajo se presenta el diseno y simulacion especializada mediante modelado de elementos finitos para un problema de deformacion plana de un atenuador de impacto en estado de deformacion. Se realizo la simulacion de impacto frontal en el modulo Explicit Dynamics del software Ansys Workbench empleando dos tipos materiales; uno es el PP-GF45 que viene originalmente en el vehiculo Chevrolet Optra 1.8 tipo sedan y el otro material es el PLA-CF30. Se tomo como referencia los ensayos realizados por la Latin NCAP y la norma de colisiones UN R94 en que se rigen esta compania para la aprobacion de vehiculos respecto a seguridad en Latinoamerica. Luego se complemento el estudio con los ensayos de impacto Charpy hechos en el laboratorio de la Facultad de Mecanica de la Escuela Superior Politecnica de Chimborazo segun la normativa ASTM D6110-04 . para ello, fue necesario extraer cinco probetas por cada material Resultados: En el analisis de los resultados se evaluo la ligereza, deformacion, esfuerzos y absorcion de energia. Los resultados obtenidos por medio del software y el ensayo de impacto Charpy en el laboratorio de la absorcion de energia tienen una relacion coherente entre los dos materiales por lo que nos da certeza de que los resultados encontrados son confiables. Conclusiones: Mediante la simulacion del impacto frontal en el modulo de Explicit Dynamics del software Ansys Workbench se pudo evaluar el modelo virtual, simulando las condiciones en la que se da un choque frontal real. Asi se determino que la geometria y el material seleccionado cumplen los requisitos para la implementacion en un vehiculo. Financiamiento: Financiamiento propio de los autores. EnglishObjective: The present work shows the design and simulation of a front-level impact attenuator for a sedan-type vehicle. Its modeling was performed using SolidWorks software and simulation through Ansys Workbench software to analyze the behavior and component energy absorption during impact. Finally, the impact attenuator was scaled to validate the model. Methodology: This article presents the specialized design and simulation by modeling finite elements with a flat deformation problem of an impact attenuator in a deformation state. The frontal impact simulation was performed on the Explicit Dynamics module of the Ansys Workbench software using two material types: the PP-GF45 that originally comes in the Chevrolet Optra 1.8 sedan type vehicle, and the PLA-CF30. For testing purposes, the tests conducted out by the Latin NCAP and the UN R94 collision standard were considered as references since the company is governed by the approval of vehicles regarding safety in Latin America. The study was complemented with Charpy impact tests carried out at the laboratory of the Faculty of Mechanics in the Polytechnic School of Chimborazo according to ASTM D6110-04. For this purpose, it was necessary to extract five samples of each material. Results: During the analysis, characteristics such as lightness, deformation, stress, and energy absorption were evaluated. The results obtained from the software and the Charpy impact test at the laboratory show a coherent relationship between the two materials that attests to the reliability of the results of this research. Conclusions: It is possible to evaluate the virtual model designed for the purpose of this research by simulating the frontal impact on the Explicit Dynamics module of the Ansys Workbench software. After said evaluation, it is concluded that the design (shape and selected material) meet the requirements for the implementation of a vehicle. Financing: Authors own financing.