240AU017 - Dinámica del Automóvil

(1)

Universitat Politècnica de Catalunya 1 / 6

Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura

Responsable: ANA BARJAU CONDOMINES Unidad que imparte:

Curso:

Créditos ECTS:

712 - EM - Departamento de Ingeniería Mecánica 2015

MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA DE AUTOMOCIÓN (Plan 2012). (Unidad docente Obligatoria)

6 Idiomas docencia: Castellano Titulación:

Profesorado

Específicas:

Genéricas:

Transversales:

1. Aplicar conocimientos de matemáticas, física y tecnologías obtenidos mediante estudio, experiencia y práctica, con razonamiento crítico para establecer soluciones viables económicamente a problemas técnicos en el sector de la Automoción

2. Realizar, presentar y defender un ejercicio original realizado individualmente ante un tribunal universitario,

consistente en un proyecto integral de Ingeniería de Automoción de naturaleza profesional en el que se sinteticen las competencias adquiridas en las enseñanzas

3. Capacidad para aplicar conocimientos adecuados de aspectos matemáticos, analíticos, científicos, instrumentales, tecnológicos y de gestión, en la resolución de los problemas propios del sector de la automoción

4. Desarrollar las habilidades del aprendizaje autónomo para mantener y mejorar las competencias propias de la Ingeniería de Automoción, que permitan el desarrollo continuo de la profesión

5. TRABAJO EN EQUIPO: Ser capaz de trabajar como miembro de un equipo interdisciplinar, ya sea como un miembro más o realizando tareas de dirección, con la finalidad de contribuir a desarrollar proyectos con pragmatismo y sentido de la responsabilidad, asumiendo compromisos teniendo en cuenta los recursos disponibles.

6. USO SOLVENTE DE LOS RECURSOS DE INFORMACIÓN: Gestionar la adquisición, la estructuración, el análisis y la visualización de datos e información en el ámbito de especialidad, y valorar de forma crítica los resultados de dicha gestión.

Objetivos de aprendizaje de la asignatura

Clases magistrales.

Sesiones pràcticas onligatorias de reslución e implementación de problemas en el aula informática en grupos de dos personas.

Metodologías docentes Capacidades previas

Conocimiento de la cinemática y la dinámica (formulación vectorial) de sólido rígido. Horario: Lunes y miércoles, 17:00-18:00

(2)

Objetivos generales:

Analizar las características cinemáticas y dinámicas de vehículos con sistema de dirección único. Objetivos específicos:

Describir con precisión la cinemática conjunta de chasis y ruedas de un vehículo con sistema de dirección único.

Aplicar de forma rigurosa las leyes y teoremas de la dinámica de sólido rígido al caso de vehículos en movimiento (tanto en régimen estacionario como en régimen transitorio).

Analizar la respuesta de vehículos a cambios en los parámetros asociados al control.

Dedicación total: 150h Grupo grande/Teoría: Grupo mediano/Prácticas: Grupo pequeño/Laboratorio: Actividades dirigidas: Aprendizaje autónomo: 0h 36h 18h 0h 96h 0.00% 24.00% 12.00% 0.00% 64.00%

(3)

1. Cinemática de vehículos

2. Dinámica de ruedas convencionales

Dedicación: 22h Dedicación: 22h Grupo grande/Teoría: 4h Grupo mediano/Prácticas: 4h Aprendizaje autónomo: 14h Grupo grande/Teoría: 4h Grupo mediano/Prácticas: 4h Aprendizaje autónomo: 14h

Movimiento general del chasis respecto al suelo, movimiento general de una roda directriz respecto al chasis. Convenios de ejes. Modelos de 2 y 3 Grados de Libertad,

Cinemática del vehículo sin suspensión:

· Con dos ruedas directrices; inestabilidad de la marcha hacia atrás. · Con cuatro ruedas directrices.

· Con ruedas omnidireccionales.

· Sin ruedas directrices y con chasis articulado. · Con remolque.

Ecuaciones fundamentales de la dinámica: 2a ley de Newton, Teorema de la Cantidad de Movimiento, Teorema del Momento Cinético.

Fuerzas de interacción rueda-suelo: · Caso ideal: contacto puntual.

· Caso real: torsor del contacto multipuntual, modelo lineal. Dinámica de ruedas sin/con inercia, motrices/no motrices. Descripción:

Descripción:

Actividades vinculadas:

Clases interactivas, resolución de problemas, ejercicio para entregar.

Clases interactivas, resolución de problemas. Objetivos específicos:

Objetivos específicos:

Aprender a deducir la cinemática del chasis a partir del tipo de rueda del vehículo; determinar la matriz jacobiana.

(4)

3. Determinación experimental de los parámetros

dinámicos del vehículo

4. Dinámica del vehículo sin suspensión:

movimiento longitudinal

Dedicación: 10h Dedicación: 22h Grupo grande/Teoría: 2h Grupo mediano/Prácticas: 2h Aprendizaje autónomo: 6h Grupo grande/Teoría: 4h Grupo mediano/Prácticas: 4h Aprendizaje autónomo: 14h Masa, posición del centro de inercia G, tensor de inercia en G.

Medida estática: masa y posición de G.

Medida dinámica: tensor de inercia del chasis en G; tensor de inercia de una rueda respecto a su centro C.

Método de las Potencias Virtuales.

Movimiento de frenada y de aceleración en terreno llano. Movimeinto en carretera cóncava y convexa.

Descripción:

Clases interactivas, resolución de problemas.

Clases interactivas, resolución de problemas, ejercicio para entregar. Objetivos específicos:

Aprender a diseñar experimentos para determinar las características inerciales de los vehículos.

Estudiar los aspectos más relevantes de la dinámica longitudinal en función de la tracción (delantera, trasera, cuatro ruedas).

(5)

NEP = Nota examen parcial NEF = Nota examen final

NL = Nota de las entregasNTM1 = Nota del trabajo monográfico 1 NTM2 = Nota del trabajo monográfico 2

Nota final = 0,2 NP + 0,1 NL + 0,2 NTM1 + 0,2 NTM2 + 0,3 NF

Sistema de calificación

5. Dinámica del vehículo sin suspensión:

movimiento en curva

6. Dinámica del vehículo sin suspensión: efecto

de perturbaciones laterales, respuestas

temporales y frecuenciales

Dedicación: 22h Dedicación: 30h Grupo grande/Teoría: 4h Grupo mediano/Prácticas: 4h Aprendizaje autónomo: 14h Grupo grande/Teoría: 6h Grupo mediano/Prácticas: 6h Aprendizaje autónomo: 18h Ecuaciones del movimiento del vehículo en curva. Aproximación lineal.

Régimen estacionario (celeridad, ángulo de dirección y rotación constantes): subviraje y sobreviraje. Régimen transitorio: velocidad crítica y estabilidad.

Respuesta a fuerzas de perturbación laterales: punto neutro de dirección y margen estático.

Respuestas transitorias a excitaciones impulsionales de las variables de control (ángulo de dirección y velocidad longitudinal).

Respuestas estacionarias a excitaciones sinusoidales de las variables de control (ángulo de dirección y velocidad longitudinal).

Descripción:

Clases interactivas, resolución de problemas, ejercicio para entregar.

Clases interactivas, resolución de problemas, ejercicio para entregar. Objetivos específicos:

Estudiar el movimiento en curva de un vehículo y analizar la sensibilidad a los parámetros que intervienen.

(6)

Normas de realización de las actividades

Los exámenes constarán en general de una parte teórica y de una parte práctica. Se permitirá el uso de un formulario oficial.

Los ejercicios para entregar corresponderán a breves informes de las prácticas que habrá que enviar a través del campus digital. Habrá un mínimo de 3 y se realizarán en pareja.

Los trabajos monográficos constituirán un rersumen de todo lo que se habrá aprendido durante el curso. Uno de ellos (TM1) consistirá en el estudio de un movimiento, bajo distintas condiciones, de un vehículo real (cuyos parámetros dinámicos habrá que buscar en la literatura). Cada grupo deberá trabajar sobre un vehíclo distinto i definirá las condiciones del estudio. La propuesta será analizada por el profesorado y, eventualmente, modificada bajo sus

indicaciones. El otro trabajo (TM2) estará relacionado con los requisitos de diseño de distintos tipos de vehíoulos, y será propuesto directamente por el profesorado. No habrá que entregar informes escritos pero habrá que hacer una

exposición oral de 15 minutos para cada trabajo.

Bibliografía

Diapositivas de las clases teóricas y enunciados de problemas y cuestiones (Campus Digital). Otros recursos:

Básica:

Abe, Masato. Vehicle handling dynamics : theory and application [en línea]. Amsterdam: Elsevier Ltd, 2009 [Consulta: 11/12/2013]. Disponible a: <http://www.sciencedirect.com/science/book/9781856177498>. ISBN 9781856177498. Gillespie, T. D. Fundamentals of Vehicle Dynamics. 4th ed. Warrendale, PA: SAE, 1992. ISBN 1560911999. Jazar, Reza N. Vehicle Dynamics. Theory and Application. New York: Springer, 2008. ISBN 9780387742434. Genta, Giancarlo. Motor Vehicle Dynamics : Modeling and Simulation.. Singapore: World Scientific, 1997. ISBN 9789810229115.