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Diseño de una estructura de seguridad para turismo de competición.

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Título del trabajo:

Diseño de una estructura de seguridad para turismo de competición.

Title and subtitle (if required):

Design of a competition car’s safety cage.

Autor/es

Javier Torres López

Director

Dr. Hugo Malón Litago

Codirector

Dr. David Valladares Hernando

Escuela de Ingeniería y Arquitectura

2018/2019

Anexo A: Normativas Existentes.

(2)

Anexo A: Normativas existentes.

2

ÍNDICE

1. Fabricada según los requerimientos del Anexo J. ... 3

2. Homologada o certificada por una A.D.N. ... 5

3. Homologada por la F.I.A. ... 8

4. Particularidades generales. ... 9

5. Referencias y Bibliografia. ... 10

(3)

Anexo A: Normativas existentes.

3

En este anexo se han definido las normativas existentes según el documento proporcionado por la R.F.E. de A. [2].

1. Fabricada según los requerimientos del Anexo J.

Una estructura de seguridad podrá ser construida sin necesidad de estar homologada ante la Federación Internacional del Automóvil, ante una Autoridad Deportiva Nacional (en España, la Real Federación Española del Automovilismo) ni ante ninguna otra entidad siempre y cuando se siga el Anexo J al C.D.I.

En el caso de las jaulas antivuelco y para poder evitarnos la homologación por F.I.A. y por R.F.E. de A. se tendría que seguir estrictamente el artículo 253-8 del Anexo J.

Características:

 Deberá ser verificada estrictamente conforme a las normativas expuestas en el artículo 253-8 del anexo J al C.D.I.

 Tiene requisitos mínimos de diseño, dimensiones de los tubos y tipo de material utilizado, expresando el reglamento lo que se debe hacer.

 Todo lo que no esté recogido en el reglamento, no está autorizado.

 Se deberá ver que están atornilladas al chasis del vehículo según las especificaciones del Anexo J.

 Se permite soldar los puntos de fijación a las placas de refuerzo una vez atornilladas.

 No se necesita ningún tipo de documento que certifique su certificación u homologación.

A continuación se muestran uniones que si cumplen con el Anexo J:

(4)

Anexo A: Normativas existentes.

4

Uniones que no cumplen con el Anexo J:

Figura 41: Fijación atornillada mediante pie de anclaje con placa de refuerzo

Figura 42: Fijación atornillada mediante pie de anclaje con placa de refuerzo en forma de cajetín

Figura 43: Fijación atornillada mediante pie de anclaje con placa de refuerzo en forma de cajetín

Figura 44: Fijación atornillada tirantes traseros mediante pie de anclaje con placa de refuerzo de 60 cm3

Figura 45: Unión en barras que se cruzan

Figura 46: Unión en barras que se cruzan

Figura 47: Tubo no soldado por completo al pie de anclaje

Figura 48: Tubo no soldado por completo al pie de anclaje

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Anexo A: Normativas existentes.

5

2. Homologada o certificada por una A.D.N.

Otra manera de poder implantar en un turismo de competición una jaula de seguridad es mediante la homologación ante una A.D.N. de acuerdo a los reglamentos para estructuras de seguridad que elabora la F.I.A.

Este tipo de homologación está destinada a empresas con capacidad técnica y ensayística.

Estas A.D.N. son las federaciones o clubes nacionales declarados por la F.I.A., en el caso de España, es la R.F.E. de A.

Esta certificación ofrece mayor libertad de diseño en cuanto a especificaciones de diámetros y materiales utilizados, siempre y cuando, se cumplan los test de carga estática que proporciona la F.I.A. y los resultados obtenidos estén acorde con los expuestos en dicha normativa.

Características:

Figura 49: Placa de refuerzo no soldada por completo al chasis

Figura 50: Mala soldadura del tubo

Figura 51: Tubo no soldado en la unión Figura 52: Tubo de refuerzo suspensión delantera no conforme

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Anexo A: Normativas existentes.

6

 Se debe presentar un estudio técnico-descriptivo que puede incluir un estudio de elementos finitos.

 Se debe presentar certificados tanto del material aplicado como del soldador homologado que lleve a cabo las uniones.

 Se puede utilizar aceros aleados y se permite la utilización de diámetros menores a los descritos en el Anexo J

 Se debe presentar además un documento de homologación firmado por técnicos cualificados que representen al fabricante.

Figura 53: Certificado de cualificación de soldador

Figura 54: Certificado de material

(7)

Anexo A: Normativas existentes.

7

 Las estructuras de seguridad deberán incluir una placa de identificación individual que contenga al menos, el nombre del constructor, el número de homologación de la A.D.N. y el número de serie del fabricante.

Figura 55: Certificado de homologación

Figura 56: Placa de identificación

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Anexo A: Normativas existentes.

8 3. Homologada por la F.I.A.

Otra última manera de homologar una jaula antivuelco seria mediante los reglamentos de homologación que elabora la F.I.A., estas siguen las mismas normativas que las anteriores pero con un proceso de documentación de homologación diferente.

Aun así para solicitar la homologación ante la F.I.A. se debe hacer ante la A.D.N. del país fabricante.

Características:

 Deben ser objeto de una extensión Variante Opción (VO) de la ficha de homologación del vehículo homologado por la F.I.A.

 El número de serie y la identificación de fabricante deben ser visibles

Figura 57: Variante Opción que refleja una estructura homologada para el Citroën DS3 Súper 2000

(9)

Anexo A: Normativas existentes.

9

 Algunos vehículos son de obligada homologación por la F.I.A.:

 Variante Kit Súper 1600

 Variante Kit Súper 2000 Circuito

 Variante Kit Súper 2000 Rallye

 Variante Rallye 5 (VR5)

 Variante World Rallye Car

4. Particularidades generales.

Además se cuenta con algunas restricciones o particularidades que son aplicables tanto a la homologación tanto por la F.I.A. como por A.D.N.:

 Cualquier modificación de una estructura ya homologada está prohibida.

 Cualquier proceso sobre la estructura que implique mediante mecanizado o soldadura una modificación permanente en la estructura o el material será considerado modificación.

 Las reparaciones de las estructuras de seguridad las debe realizar el fabricante o terceros contando con la aprobación del mismo.

 Los tubos no deben transportar fluidos

 No se debe dificultar la entrada y salida del piloto y copiloto

 Los elementos estructurales de seguridad podrán atravesar salpicaderos, revestimientos y asientos traseros.

 Todos los certificados deben presentarse con su documento correspondiente ya sea mediante F.I.A. o mediante A.D.N.

Figura 58: Placa de identificación Figura 59: Localización de la placa

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Anexo A: Normativas existentes.

10 5. Referencias y Bibliografia.

[2]: R.F.E. de A., DEPARTAMENTO TÉCNICO (27/05/16). Tipos de estructura de seguridad que se pueden dar en un turismo de competición. http://www.jtr- racing.com/v2/wp-

xontent/themes/theme2076/images/reglamentos/homologaciones%20de%20est rucuturas.pdf

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Diseño de una estructura de seguridad para turismo de competición.

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Javier Torres López

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Dr. Hugo Malón Litago

Codirector

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2018/2019

Anexo B: Definiciones según el anexo J.

(12)

Anexo B: Definiciones según anexo J.

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ÍNDICE

1. Estructura de seguridad. ... 3

2. Arco de seguridad. ... 3

3. Arco principal. ... 3

4. Arco delantero. ... 3

5. Arco lateral. ... 3

6. Semiarco lateral. ... 4

7. Tirante longitudinal. ... 4

8. Tirante transversal. ... 4

9. Tirante diagonal. ... 4

10. Tirante desmontable. ... 4

11. Refuerzo de la estructura. ... 4

12. Pie de anclaje. ... 4

13. Placa de refuerzo. ... 4

14. Cartela. ... 5

15. Referencias y Bibliografía. ... 5

(13)

Anexo B: Definiciones según anexo J.

3

En este anexo se describirán los diferentes componentes que puede tener una jaula antivuelco según las definiciones del anexo J [3].

1. Estructura de seguridad.

Estructura multitubular instalada en el habitáculo cerca de la carrocería, concebida con el fin de evitar una deformación importante de la carrocería (chasis) en caso de accidente.

2. Arco de seguridad.

Estructura tubular formando un arco con dos bases de anclaje.

3. Arco principal.

Estructura prácticamente vertical constituida por un arco tubular de una sola pieza (inclinación máxima +/-10° con respecto a la vertical) situado en un plano transversal al vehículo, e inmediatamente detrás de los asientos delanteros.

El eje del tubo debe estar contenido en un solo plano.

4. Arco delantero.

Similar al arco principal pero su forma sigue los montantes y el borde superior del parabrisas.

5. Arco lateral.

Estructura casi longitudinal y prácticamente vertical constituida por un arco tubular de una sola pieza, situado a lo largo de la parte derecha o izquierda del vehículo, siguiendo el pilar delantero del mismo el montante del parabrisas, y los montantes traseros siendo casi verticales y estando justo detrás de los asientos delanteros.

El montante trasero debe ser rectilíneo en vista lateral.

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Anexo B: Definiciones según anexo J.

4 6. Semiarco lateral.

Idéntico al arco lateral pero sin el pilar trasero.

7. Tirante longitudinal.

Tubo casi longitudinal de una única pieza uniendo las partes superiores del arco principal y delantero.

8. Tirante transversal.

Tubo semi-transversal de una única pieza que une los miembros superiores de los arcos o semiarcos laterales.

9. Tirante diagonal.

Tubo transversal entre uno de los ángulos superiores del arco principal o uno de los extremos del miembro transversal en el caso de un arco lateral, y el pie de anclaje opuesto inferior del arco, o el extremo superior de un tirante trasero con el punto de anclaje inferior del otro tirante trasero.

10. Tirante desmontable.

Miembros estructurales de una estructura de seguridad que se pueden desmontar.

11. Refuerzo de la estructura.

Miembro añadido a la estructura de seguridad para mejorar su resistencia.

12. Pie de anclaje.

Placa soldada al final de un tubo de la estructura para permitir su atornillado sobre la carrocería/chasis, generalmente sobre una placa de refuerzo.

Esta placa puede ser soldada a la carrocería / chasis, además de los pernos.

13. Placa de refuerzo.

Placa metálica fijada a la carrocería/chasis bajo el pie de anclaje.

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Anexo B: Definiciones según anexo J.

5 14. Cartela.

Refuerzo para un ángulo o unión hecho de chapa doblada en forma de U de espesor no inferior a 1,0 mm.

Los extremos de dicha cartela (punto E) deben estar situados a una distancia del punto superior del ángulo (punto S) de 2 a 4 veces el diámetro exterior del tubo mayor de los unidos.

Se permite un corte en la parte superior del ángulo (R) pero su radio no debe ser mayor de 1,5 veces el diámetro exterior del tubo mayor de los unidos.

El lado plano de la cartela puede tener un agujero cuyo diámetro no debe ser más grande que el diámetro exterior del tubo mayor de los unidos.

15. Referencias y Bibliografía.

[3]: F.I.A. SPORT, TECHNICAL DEPARTAMENT (07/03/19). Appendix J – article 253.https://www.fia.com/regulation/category/123

Figura 60: Cartela

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Diseño de una estructura de seguridad para turismo de competición.

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Dr. Hugo Malón Litago

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Anexo C: Diseño de componentes.

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Anexo C: Diseño de componentes.

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ÍNDICE

1. Arco principal. ... 3

2. Semiarcos laterales. ... 3

3. Miembro del techo transversal. ... 5

4. Tirantes longitudinales traseros. ... 6

5. Anclajes al chasis/carrocería. ... 7

6. Miembros diagonales del arco principal... 9

7. Refuerzos diagonales traseros. ... 11

8. Refuerzos del techo. ... 12

9. Barras de las puertas. ... 14

10. Refuerzo del parabrisas. ... 16

11. Cartelas. ... 19

12. Barra de anclaje de arneses. ... 20

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Anexo C: Diseño de componentes.

3 1. Arco principal.

Para el diseño del arco principal se realizarán 2 croquis, uno de la base del tubo en el alzado y otro siguiendo la trayectoria de barrido del tubo hasta lo que sería la mitad del arco. Para este diseño se ha tenido en cuenta las

dimensiones tomadas dentro del vehículo y los espesores de los puntos de anclaje para la altura del arco principal. Posteriormente se aplicará una simetría respecto a la cara cortada del larguero superior para completar el arco.

2. Semiarcos laterales.

El procedimiento para el diseño de los semiarcos laterales será similar al anterior, el diseño constará de un croquis de base (en este caso y según el art 253-8.3.3 será de 40 mm de diámetro x 2 mm de espesor) y una trayectoria basada en las dimensiones tomadas en el vehículo y teniendo en cuenta el

Figura 61: Operación de barrido

Figura 62: Croquis de barrido

Figura 63: Operación de Simetría

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Anexo C: Diseño de componentes.

4

espesor de los anclajes al chasis/carrocería. Además ahora se deberá realizar, aparte del barrido inicial, un corte en el extremo superior de un diámetro de 50 mm para realizar el ensamblaje con el arco principal.

Inicialmente se ha diseñado el semiarco lateral izquierdo y una vez terminado este, se ha realizado una copia y se ha modificado el croquis de trayectoria.

Para ello se ha seleccionado la función crear simetría de entidades y se ha realizado la simetría respecto al alzado, posteriormente se han eliminado las líneas sobrantes y se han realizado las operaciones de barrido y corte.

Figura 64: Croquis

semiarco lateral Figura 65: Operación de

barrido semiarco lateral

Figura 66: Corte semiarco

lateral Figura 67: Semiarco

lateral

(20)

Anexo C: Diseño de componentes.

5 3. Miembro del techo transversal.

Para realizar este tubo se ha copiado inicialmente el coquis de barrido del semiarco lateral izquirdo y se ha movido a una distancia del alzado de 575 mm, con esto se consigue que creando una simetria de entidades de este croquis respecto al alzado, realizar una representacion de los semiarcos laterales que luego será utilizado para realizar los cortes necesarios para el ensamblaje del tubo.

Posteriormente se realizará otro nuevo croquis con una línea a una distancia de 30mm con respecto al final de la curvatura del semiarco lateral teniendo en cuenta el diámetro del tubo del miembro transversal, la cual será la trayectoria de barrido.

Figura 68: Simetría de croquis para semiarco lateral derecho

Figura 69: Simetría de croquis para miembro transversal

(21)

Anexo C: Diseño de componentes.

6

Finalmente se creará un croquis que será la base del tubo base de 40 mm x 2 mm y se realizará de nuevo la operación de barrido y los cortes necesarios para el ensamblaje.

4. Tirantes longitudinales traseros.

Para el diseño de los tirantes longitudinales traseros se ha dibujado

inicialmente un croquis simulando una estructura virtual definida por la posición del arco principal y las torretas traseras según las medidas tomadas en el vehículo.

Figura 70: Croquis de barrido miembro transversal

Figura 71: Miembro transversal

(22)

Anexo C: Diseño de componentes.

7

Una vez definida esta estructura se procederá a crear un croquis 3D con la línea de trayectoria de barrido del tubo y un croquis perpendicular a este de 40 mm de diámetro x 2 mm de espesor, el cual representara la sección del tubo.

Finalmente se realizarán los cortes de los diámetros del arco principal y del diámetro de la torreta más el espesor del anclaje trasero necesarios para el ensamblaje. El procedimiento de diseño será idéntico para ambos tirantes.

5. Anclajes al chasis/carrocería.

Para el diseño de los anclajes delanteros se ha realizado un croquis

rectangular de 110 mm x 130 mm el cual se ha extruido hasta una profundidad de 10 mm y finalmete se han realizado 4 agujeros de 8 mm de diametro

mediante la opción extruir corte.

Figura 72: Croquis virtual

Figura 73: Tirante longitudinal trasero

(23)

Anexo C: Diseño de componentes.

8

Y para el diseño de estos anclajes se ha dibujado un círculo interior del

diámetro de la torreta de la suspensión a la cual va anclada el anclaje trasero y otro exterior de 10 mm más que representaría el espesor del pie de anclaje.

Posteriormente se le ha hecho los cortes correspondientes para que su área sea mayor que la indicada por la normativa y se han realizado los cortes correspondientes a los agujeros.

Figura 74: Croquis 1 anclaje delantero

Figura 75: Croquis 2 anclaje delantero

Figura 76: Anclaje delantero

(24)

Anexo C: Diseño de componentes.

9

6. Miembros diagonales del arco principal.

Para el diseño de estos, se ha realizado un croquis virtual simulando el arco principal, y sobre el y sabiendo la distancias maximas de restriccion de la normativa, se ha diseñado la cruz de tal manera que se cumplan estas

restricciones. Finalmente se han diseñado los tubos según las secciones que he indicado anteriormente y se han realizadolos barridos y los cortes

correspondientes para obtener los 3 tubos que formarian la cruz del arco principal delantero.

Figura 77: Anclaje trasero

Figura 78: Croquis cruz arco principal Figura 79: Miembro 1 cruz arco principal

(25)

Anexo C: Diseño de componentes.

10

Como podemos observar en las imágenes que se muestran a continuación, observamos que utilizando la función de SolidWorks medir, las distancias de los miembros diagonales del arco principal cumplen con la normativa.

Figura 80: Miembro 2 cruz arco principal Figura 81: Miembro 3 cruz arco principal

Figura 82: Distancia 1 cruz arco principal

(26)

Anexo C: Diseño de componentes.

11 7. Refuerzos diagonales traseros.

Para el diseño de este miembro transversal, se ha utilizado los croquis de estructura virtual utilizados para el diseño de los miembros longitudinales traseros y con respecto a ellos, se crearán los nuevos croquis de sección y trayectoria de barrido y se realizarán los cortes necesarios para el ensamblaje.

Figura 83: Distancia 2 cruz arco principal

Figura 84: Miembro diagonal trasero

(27)

Anexo C: Diseño de componentes.

12 8. Refuerzos del techo.

Para el diseño de estos miembros se ha tenido que dividir un tubo en dos partes, ya que estos se cortan entre sí.

Inicialmente se ha empleado el croquis base del vehículo ya empleado anteriormente para el diseño del miembro transversal del techo, incluyendo además este mismo tubo transversal como parte del croquis.

Una vez teniendo este croquis el procedimiento de dibujo ha sido el mismo que para refuerzos anteriores, se han desarrollado los croquis de trayectoria y los de sección de los tubos (40 mm x 2 mm), y se han realizado los cortes y

barridos correspondientes para formar los tres tubos que forman el refuerzo del techo.

El resultado final del ensamblaje una vez insertadas las relaciones de posición entre las bases cortadas y los tubos es el siguiente:

Figura 85: Refuerzo del techo

(28)

Anexo C: Diseño de componentes.

13

Y como se puede corroborar mediante la función de SolidWorks de medir no se superan los límites de 100 mm en las uniones.

Figura 86: Ensamblaje refuerzos del techo

Figura 87: Distancia1 refuerzo del techo

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Anexo C: Diseño de componentes.

14 9. Barras de las puertas.

Nuevamente igual que para diseños anteriores, se han diseñado dos croquis virtuales que simulan tanto el arco principal como el semiarco lateral y se han realizado los croquis de trayectoria de barrido, sección de cada tubo y los correspondientes cortes en cada uno de ellos.

Figura 88: Distancia 2 refuerzo del techo

Figura 89: Barra de puertas 1 Figura 90: Barra de puertas 2

(30)

Anexo C: Diseño de componentes.

15

Una vez insertadas las barras, se procede comprobar si estas mediante la opción de medir cumplen con las dimensiones de límite marcadas por la normativa. Se sabe que el arco principal se encuentra a una distancia aproximada del marco de la puerta de 20 cm en dirección longitudinal.

Y que la altura del marco inferior de la puerta con el suelo del vehículo es de aproximadamente 8 mm. Como observamos la altura de ese punto dy es de 466mm a los cuales les restamos 8mm y nos queda una altura E de 458 mm, menor que la mitad de la altura H (505 mm).

Figura 91: Distancia 1 barra puertas

Figura 92: Distancia 2 barra puertas

(31)

Anexo C: Diseño de componentes.

16 10. Refuerzo del parabrisas.

Para este diseño se han aprovechado los croquis de estructura virtual de los semiarcos laterales, del arco principal y de la barra de la puerta que cortaría con el tirante del parabrisas.

Como la normativa nos expresa que el ángulo máximo de curvatura es de 20º se ha impuesto un ángulo de 15º, y además, otro de 90º en la base para que el refuerzo no interfiera con el asiento del copiloto.

También se debe cumplir que la estructura sea rectilínea en vista lateral, por lo que este croquis que se empleara para realizar la trayectoria de barrido del refuerzo, estará ubicado en un plano perpendicular a la vista lateral que contenga los puntos de inicio y fin de la trayectoria.

Acto seguido se han realizado la sección del tubo en un plano perpendicular a la trayectoria y se han realizado las operaciones de barrido y de corte

necesarias para posibilitar el ensamblaje de los tubos en la jaula, quedando dividido este tubo en dos partes por el corte con el refuerzo de la puerta.

Figura 93: Croquis refuerzo parabrisas Figura 94: Refuerzo parabrisas

(32)

Anexo C: Diseño de componentes.

17

Una vez insertados estos refuerzos en la jaula se comprobará mediante la función medir si se cumple con la normativa, y como podemos observar el diseño es correcto.

Figura 95: Refuerzo parabrisas 1 Figura 96: Refuerzo parabrisas 2

Figura 97: Distancia 2 refuerzo parabrisas

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Anexo C: Diseño de componentes.

18

Por último, para crear el tirante del parabrisas opuesto, se ha realizado un ensamblaje alternativo a partir del tirante ya diseñado. En este ensamblaje se ha insertado un plano a partir de la función de geometría de referencia, y se ha realizado una simetría de componentes con respecto a este plano del tirante inicial. Automáticamente el programa nos genera una pieza simétrica que se guardará para finalmente introducirla en nuestro ensamblaje final de la jaula.

Figura 98: Distancia 2 refuerzo parabrisas

Figura 99: Geometría de referencia

(34)

Anexo C: Diseño de componentes.

19 11. Cartelas.

El diseño de las cartelas ha sido similar para todos los casos, primero se han realizado los croquis que simulan la estructura virtual donde irán introducidas las cartelas.

Una vez realizado el croquis se crea un nuevo croquis triangular teniendo en cuanta los parámetros de entre 3 y 4 veces el diámetro que nos expresa la normativa, y se realiza una extrusión de 20 mm a cada lado que corresponde a la mitad del diámetro de los tubos donde van introducidas las cartelas.

Figura 100: Plano de referencia

Figura 101: Cartela

(35)

Anexo C: Diseño de componentes.

20

Una vez que se ha extruido el croquis se realizan las operaciones de redondeo de las aristas superiores y se realiza un vaciado a 2 mm. Una vez terminada la primera cartela será cuestión de repetir este proceso con todas las demás hasta diseñar todas las cartelas que nos indica la norma.

12. Barra de anclaje de arneses.

Para este diseño, se ha decidido anclar los cinturones a un miembro de refuerzo que ira situado entre los miembros longitudinales traseros. Este miembro se colocará a una altura de base basándonos en el asiento de serie de vehículo, se observa que al sentarnos en el asiento los hombros nos quedan

Figura 102: Operación de extrusión

Figura 103: Cartela

(36)

Anexo C: Diseño de componentes.

21

a unos 760 mm del suelo, por lo que se colocará la barra de refuerzo a unos 750 mm.

Para el diseño, se realiza nuevamente una estructura virtual a base de croquis formado por los tirantes traseros y el refuerzo diagonal de estos. Nuevamente se realizan las operaciones de barrido y corte correspondientes y necesarios para el ensamblaje, quedando este miembro de anclaje de arneses dividido en dos debido al corte con refuerzo diagonal.

Figura 104: Croquis barra de anclaje Figura 105: Barra de anclaje 1

Figura 106: Barra de anclaje 2

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2018/2019

Anexo D: Test de cargas estáticas.

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Anexo D: Test de cargas estáticas.

2

ÍNDICE

1. Test de carga estática vertical en el arco principal. ... 3 2. Test de carga estática en el arco frontal. ... 4 3. Referencias y Bibliografía. ... 4

(39)

Anexo D: Test de cargas estáticas.

3

En este anexo se describen los test de carga estática según la normativa proporcionada por la F.I.A [1].

1. Test de carga estática vertical en el arco principal.

En este test la jaula debe de ser sometida a una carga vertical 7,5*W daN (sin contar el factor gravitatorio) aplicadas en la parte superior del arco principal por un sello rígido, siendo W el peso del vehículo + 150 kg, en mi caso siendo el peso del vehículo de 945 kg, nos sale una caga aplicada de 82125 N.

El sello debe ser de acero y tener un radio de 20+/-5 mm en las aristas en dirección al arco principal y tener las siguientes dimensiones:

 Largo: anchura arco principal + 100 mm

 Ancho: 250+/-50 mm

 Espesor: mínimo 40 mm

La carga debe de ser aplicada en menos de 15 segundos y el test no debe producir ninguna rotura o ningún desplazamiento mayor de 50 mm medido bajo carca a lo largo del eje de aplicación de la carga.

Figura 107: Sello

(40)

Anexo D: Test de cargas estáticas.

4

2. Test de carga estática en el arco frontal.

En este test la jaula debe de ser sometida a una carga de 3,5*W daN (sin contar el factor gravitatorio) aplicadas en la parte superior del arco frontal por un sello rígido, en la lado del conductor y en la intersección entre el arco frontal y el miembro transversal, siendo W el peso del vehículo + 150 kg, en mi caso aplicaremos una carga de 38325 N.

El sello debe ser de acero y tener un radio de 20+/-5 mm en las aristas en dirección al arco principal y tener las siguientes dimensiones:

 Largo: 450 +/- 50 mm

 Ancho: 250+/-50 mm

 Espesor: mínimo 40 mm

El eje longitudinal del sello debe estar inclinado con un ángulo de 5º +/-1º con la horizontal, y el eje transversal debe estar inclinado hacia el exterior bajo un ángulo de 25º+/-1º con la horizontal.

La carga debe de ser aplicada en menos de 15 segundos y el test no debe producir ninguna rotura o ningún desplazamiento mayor de 100 mm medido bajo carca a lo largo del eje de aplicación de la carga.

3. Referencias y Bibliografía.

[1]: F.I.A. SPORT, TECHNICAL DEPARTAMENT (06/12/17). 2018 homologation regulations for safety cages.

http://www.rfeda.es/documents/20185/776060/RH+ES+FIA

Figura 108: Cargas prueba arco frontal

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Anexo E: Administrados de vaciados.

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Anexo E: Administrador de vaciados.

2

ÍNDICE

1. Administrador de vaciados ... 3

(43)

Anexo E: Administrador de vaciados.

3

1. Administrador de vaciados

Para realizar cálculos tipo Shell, SolidWorks proporciona la función

administrador de vaciados. En esta función, se seleccionarán todas las caras de los tubos, definiré el material, en mi caso el acero 25CrMo4, se decidirá sobre si se va a hacer un ensayo de pared gruesa o delgada, se designará si esa cara seleccionada es interior, exterior o neutra y a partir de ahí se podrá seleccionar el espesor deseado e invertir o no su dirección según convenga.

En este caso es de interés seleccionar las caras exteriores de los tubos, y definirlas como superficie superior de pared delgada y definir un espesor de 2mm. Para saber si es necesario invertir o no la dirección del espesor nos dirigiremos a opciones > general > colores de malla, y se definirán los colores para la cara de contorno y para la cara inferior de elementos tipo Shell.

Figura 109: Operación administrador de vaciados

(44)

Anexo E: Administrador de vaciados.

4

Como observamos a continuación se ha definido la cara de contorno como negra y la cara inferior como naranja, y tras realizar los ajustes necesarios se observa que tras el mallado nos aparece finalmente toda la estructura en color negro por lo que se ha definido correctamente los espesores.

Tabla 5: Administrador de vaciados

Figura 110: Colores cara interna y externa

Figura 111: Malla de jaula

Referencias

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