Modelamiento y diseño de un vehículo movido por potencia combinada humana-electrica

En el presente trabajo, mediante el empleo de herramientas modernas de ingeniería, se aborda el diseño de un vehículo unipersonal amigable con el medio ambiente y que representa a su vez una alternativa intermedia entre la movilidad de una motocicleta y el confort y seguridad de un sedan. El proceso del diseño se inicia con una revisión del estado del arte del modelamiento matemático de sistemas dinámicos y de los procesos de optimización en ingeniería de vehículos similares, a continuación se establecen las especificaciones de ingeniería que el nuevo vehículo debe cumplir. En un segundo paso se modelan los principales subsistemas que conforman el vehículo permitiendo predecir su respuesta bajo diferentes condiciones de operación. Estos modelos también sirven para evaluar las funciones objetivo en un proceso de optimización de la suspensión, lo que permite encontrar la combinación de parámetros que garanticen la mejor relación entre maniobrabilidad y confort. Finalmente, se realiza el diseño detallado de los diferentes componentes del vehículo apoyado en el análisis por elementos finitos y en el diseño para su manufactura. Este proceso de diseño para manufactura tiene como propósito disminuir la cantidad de componentes y reducir los costos de manufactura y ensamble.Abstract. This document deals with the design of a single-seater, environmental-friendly vehicle through the utilization of modern engineering tools, which offers an intermediate transport alternative between the agility of a motorcycle and the comfort and security of a sedan. The design process starts with the revision of state of the art mathematical modeling of dynamic systems, the engineering optimization processes, and of similar vehicles, in order to set the specifications that the new vehicle must comply with. The second step is to model the vehicle’s main subsystems in order to predict its behavior under diverse operating conditions. Such mathematical models will also be used to simulate the objective functionalities in a suspension optimization process, which will find the combination of parameters that will yield the best compromise between maneuverability and comfort. Lastly, the vehicle’s different components are designed in detail with basis on finite element analysis and in the manufacturing design itself, this manufacturing design aiming to reduce both the amount of components and overall manufacturing and assembling costs.Maestrí

Diseño y construcción de los sistemas de chasis, carrocería, dirección, frenos y suspensión para un vehículo monoplaza eléctrico

El objetivo del presente proyecto fue caracterizar los sistemas de chasis, tren de potencia, dirección, frenos y suspensión para un vehículo monoplaza eléctrico, para lo cual se analizó y estudió de manera computarizada los sistemas automotrices para optimizarlos y adaptarlos conforme la presente realidad. Dicho proceso se llevó a cabo partiendo del estudio y análisis del tema planteado como trabajo de titulación; posteriormente, se procedió a elegir el material para el diseño y simulación del primer sistema, que será el chasis; seguidamente se realizó el cálculo del tren de potencia para conocer las especificaciones y requerimientos al momento de incorporar dicho sistema automotriz, finalizado el diseño y simulación se efectuó a la adquisición de materiales, construcción del prototipo, pruebas y resultados como se describe en el diagrama de etapas del proyecto. Para el diseño y caracterización de materiales se utilizó el programa de diseño Solidworks, donde se obtuvo el valor crítico máximo en el brazo superior de la suspensión con una fuerza resultante de 2880N, mientras que para las condiciones de movimiento se empleó la herramienta denominada Ansys; en donde a rasgos generales se obtuvieron los materiales a utilizarse como son tubos huecos de 25,4 cm y 22 cm de diámetro, además de tubo cuadrado de 10 cm con longitudes totales de 9,35; 3,91 y 2,97 m respectivamente , así también sus limitaciones a soportar en donde el caso máximo fue para el agarre de muelle con un valor de esfuerzo máximo de 101,99 Mpa. Se concluye que los materiales a utilizar dependerán de las cargas a las cuales vayan a ser sometidas, debido a que no todos los sistemas soportan los mismos esfuerzos. Se recomienda que el prototipo cuente con un manual de uso y mantenimiento para facilitar su manejo en general.This project aimed to characterize the chassis, power train, steering, brake, and suspension systems for a single-seat electric vehicle, for which the automotive systems were analyzed and studied in a computerized manner to optimize and adapt them according to the present reality. This process was carried out based on the study and analysis of the topic raised as the degree work. Subsequently, the material for the design and simulation of the first system, which will be the chassis, was chosen. Next, the calculation of the power train was carried out to know the specifications and requirements at the time of incorporating said automotive system. Once the design and simulation were completed, the acquisition of materials, construction of the prototype, tests, and results were carried out as described in the project stage diagram. For the design and characterization of materials, the Solidworks design program was used, where the maximum critical value was obtained in the upper arm of the suspension with a resulting force of 2880N. While for the movement conditions the tool called Ansys was used; where, in general terms, the materials to be used were obtained, such as hollow tubes of 25.4 cm and 22 cm in diameter, in addition to a 10 cm square tube with total lengths of 9.35; 3.91 and 2.97 m respectively. Thus also its limitations to withstand where the maximum case was for the spring grip with a maximum stress value of 101.99 Mpa. It is concluded that the materials to be used will depend on the loads to which they will be subjected because not all systems support the same efforts. It is recommended that the prototype has a use and maintenance manual to facilitate its handling in general