Análisis y rediseño de la carrocería de la pick-up de Tesla : Tesla Cybertruck

Abstract

RESUMEN: El presente Trabajo de Fin de Máster desarrolla un análisis exhaustivo del diseño de la carrocería de la pick-up de Tesla: el Tesla Cybertruck. Este modelo presenta características que lo hacen único ya que, por un lado, emplea unos materiales con propiedades muy poco comunes para su uso en las carrocerías y, por otro, cuenta con una geometría con formas poligonales que se desmarcan de la tendencia habitual, basada principalmente en configuraciones redondeadas y aerodinámicas. Fundamentalmente este trabajo se centra en tres aspectos que han penalizado la distribución del Tesla Cybertruck en otros mercados fuera de Estados Unidos: la aerodinámica (por su geometría tan peculiar), la selección de materiales (principal diferencia con respecto al resto de vehículos actualmente existentes en el mercado), y la seguridad (aspecto que ha suscitado polémica entre el público y que, a priori, podría suponer un problema de gran envergadura sobre todo para los peatones). Para el análisis, además de la inspección visual del diseño de la carrocería y de la búsqueda bibliográfica, se hará uso de herramientas informáticas de diversa índole: en la selección y comparación de materiales se emplearán softwares como Matlab y CES Edupack. Por otro lado, para la creación de modelos tridimensionales y la realización de un análisis aerodinámico detallado de la carrocería del vehículo se utilizarán programas como CATIA, Keyshot y Ansys. En las conclusiones del estudio se detallan las razones por las cuales el vehículo toma esa geometría peculiar y se analizan sus ventajas e inconvenientes. Una de estas desventajas resalta que el diseño actual del Tesla Cybertruck presentaría problemas a la hora de superar las pruebas de seguridad llevadas a cabo por los organismos europeos como Euro NCAP. Este hecho se debe al empleo de un acero ultrarresistente con elevada rigidez que dificulta la absorción de energía en caso de colisión. Por todo ello, se hará una recopilación de los posibles aspectos a mejorar en cuanto al diseño de la carrocería y se propondrán soluciones que tengan como objetivo la aprobación de las pruebas de seguridad de Euro NCAP, conllevando una posible homologación que permita la venta del vehículo en todo el mundo. Por último, las soluciones propuestas servirán de guía para la creación de un rediseño que se modelará y se analizará aerodinámicamente, permitiendo una comparación entre modelo original y el rediseñado a nivel cualitativo, cuantitativo y visual.

ABSTRACT: This Master’s Thesis analyses the body design of the pick-up released by Tesla— the Tesla Cybertruck. This model displays unique features worth studying—such as its use of materials with uncommon properties for the bodywork of the vehicle, or its angular shapes opposing the usual trend of rounded and aerodynamic configurations. The analysis will therefore focus on three elements that have hampered the distribution of this model in markets outside the USA: aerodynamics (due to its peculiar geometry), the material selection (which distinguishes this model from other vehicles), and safety (an issue that has been controversial among the public and could become a significant concern especially for pedestrians in the future. In addition to the body design review and the bibliographic research several computer tools will be used, such as Matlab and CES Edupack-- for the selection and comparison of materials--, or CATIA, Keyshot and Ansys for the development of 3D models and a thorough aerodynamic analysis on the bodywork. Next, we will explain the vehicle´s geometry and its advantages and disadvantages. As previously mentioned, safety is a source of concern—this model´s current design could have trouble adhering to safety requirements of european organizations such as Euro NCAP, mainly due to the use of a high strength stainless Steel with a high stiffness which could hinder the absorption of energy in the event of collision. We will pinpoint posible improvements to the body design, followed by a number of solutions to pass the Euro NCAP safety tests—which would enable the homologation process of the Cybertruck and therefore the sale of the vehicle around the world. Lastly, these possible improvements will be used to construct a redesign which will be analyzed aerodynamically, to allow a comparison between the original and the redesign.