Análisis de chasis tubular de carcross

Abstract

En este proyecto, mediante un proceso de ingeniería inversa, se ha llevado a cabo un exhaustivo análisis mecánico estructural de un chasis de carcross. Este análisis, se basa en la verificación de cumplimiento de la Normativa de la RFEDA, en calcular sus aptitudes mecánicas y, además, valorar posibles mejoras enfocadas a su rendimiento y seguridad en competiciones. En este trabajo, se realizan diversos análisis estáticos y dinámicos en condiciones mayormente adversas para evaluar la resistencia y rigidez del chasis. Estos análisis son definidos bajo especificaciones técnicas y son complementados con otros análisis realizados en condiciones extremas asegurando así, los requisitos normativos para la fabricación del chasis además de evaluar el conjunto de características que posee el chasis. Los resultados logrados muestran que el diseño chasis se queda del lado de la seguridad en términos tensionales y de deformaciones, poseyendo una gran rigidez y estabilidad. Por lo tanto, estos análisis validan la robustez del diseño y aseguran que el chasis pueda soportar las condiciones adversas típicas de las competiciones en la categoría carcross. Además, debido a que es una estructura que opera en movimiento, se ha de llevar a cabo un análisis modal para identificar las frecuencias naturales del chasis y evitar así, problemas de resonancia. Este análisis es crucial para asegurar que el chasis no experimente amplificaciones dinámicas que puedan causar daños estructurales durante su funcionamiento. Por otro lado, se ha de realizar un análisis de fatiga también, utilizando el criterio de Soderberg para determinar la durabilidad del chasis bajo estrés repetido. Este método permite evaluar la capacidad del chasis para soportar ciclos infinitos de tensión fluctuante, garantizando así su longevidad y fiabilidad en competiciones. Pese a que el chasis demuestra unas cualidades estructurales sobresalientes debido a un sobredimensionamiento del diseño, se valora la posibilidad de optimizarlo reduciendo el peso sin comprometer la rigidez. Sin embargo, dado que el chasis ya se encuentra cerca del peso mínimo permitido por la normativa, cualquier reducción adicional no sería significativa y podría poner en riesgo el cumplimiento de los requisitos reglamentarios. Por último, se elabora un presupuesto detallado del proyecto, que incluye los costes de materiales, mano de obra y fabricación. En resumen, este proyecto no solo verifica la resistencia y rigidez del chasis del carcross, sino que también ofrece una visión detallada de su comportamiento dinámico, asegurando su adecuación para las exigencias en competición

In this project, by means of a reverse engineering process, an exhaustive mechanical structural analysis of a carcross chassis has been carried out. This analysis is based on verifying compliance with RFEDA regulations, calculating its mechanical aptitudes and, in addition, assessing possible improvements focused on its performance and safety in competitions. The work focuses on several fundamental aspects of mechanical engineering. In this work, several static and dynamic analyses are carried out under mostly adverse conditions to evaluate the strength and stiffness of the chassis. These analyses are defined under technical specifications and are complemented by other analyses carried out under extreme conditions, thus ensuring the regulatory requirements for chassis manufacture and evaluating the set of characteristics that the chassis possesses. The results show that the chassis far exceeds expectations in terms of stresses and deformations, with high rigidity and stability. Therefore, these analyses validate the robustness of the design and ensure that the chassis can withstand the adverse conditions typical of competition in the carcross category. In addition, because it is a structure that operates in motion, a modal analysis has to be carried out to identify the natural frequencies of the chassis to avoid resonance problems. This analysis is crucial to ensure that the chassis does not experience dynamic amplifications that could cause structural damage during operation. On the other hand, a fatigue analysis has to be performed as well, using the Soderberg criterion to determine the durability of the chassis under repeated stress. This method allows to assess the ability of the chassis to withstand infinite cycles of fluctuating stress, thus ensuring its longevity and reliability in competitions. Although the chassis demonstrates outstanding structural qualities, the possibility of optimising its design by reducing weight without compromising stiffness is assessed. However, as the chassis is already close to the minimum weight allowed by the regulations, any further reduction would not be significant and could jeopardise compliance with regulatory requirements. Finally, a detailed budget for the project is drawn up, including the costs of materials, labour and fabrication. In short, this project not only verifies the strength and stiffness of the carcross chassis, but also provides a detailed view of its dynamic behaviour, ensuring its suitability for racing requirements