TAZ-PFC-2016-043

Optimización frente a choque frontal de un automóvil en base a la utilización de acero de alta resistencia

Pastor Asensio, Manuel Alejandro
Castejón Herrer, Luis (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2016
Ingeniería Mecánica department, Ingeniería e Infraestructura de los Transportes area

Ingeniero Industrial

Abstract: El objetivo del proyecto es estudiar la posible optimización de un automóvil frente a choques frontales mediante el uso de aceros de alta resistencia. Se pretende evaluar el efecto del uso de aceros con diferentes características en los principales componentes que intervienen en el choque frontal de un vehículo automóvil, y evaluar las mejoras en cuanto a seguridad, ahorro de peso y otros factores que puede conllevar el uso de aceros de alta o incluso ultra alta resistencia. Esta evaluación se realizará mediante simulaciones con el Método de los Elementos Finitos. Se utilizará como base el ensayo de choque frontal que actualmente deben cumplir los automóviles vendidos en la Comunidad Europea, el cual viene estipulado en la Directiva 97/26/CE. El ensayo consiste en un choque frontal con solapamiento del 40% contra una barrera deformable a 56km/h. El objetivo principal del proyecto no es simular exactamente cómo reaccionará el modelo de vehículo durante el ensayo citado, sino evaluar cualitativamente el cambio que se produce en el comportamiento durante un choque frontal con el uso de aceros de alta resistencia en comparación con los aceros usados históricamente en la construcción de vehículos convencionales. Por tanto, lo descrito en la Directiva 97/26/CE se tomará únicamente como base para obtener un ensayo repetible, objetivo y diseñado con criterios reales. De esta forma se podrán comprobar los cambios que se obtienen con las diferentes configuraciones probadas en el vehículo. Se utilizará un modelo de vehículo proporcionado por el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Zaragoza, al cual se le realizarán las modificaciones que se consideren oportunas, como el mallado más fino de los componentes con mayor relevancia en un choque frontal. La barrera deformable será modelada siguiendo los requisitos geométricos y de resistencia expuestos en la Directiva. En los resultados de las simulaciones se podrá comprobar cuál es el efecto y las posibles ventajas de sustituir aceros convencionales por aceros de alta resistencia, en un vehículo frente a un choque frontal. Se comprobará cómo mejora el comportamiento del chasis en estos casos, sobretodo en cuanto a rigidez del mismo se refiere, obteniéndose unas intrusiones en el habitáculo menores cuando se compara con los resultados obtenidos utilizando solamente aceros convencionales. También se comprobará que en general el aumento de la rigidez supondrá un aumento en las aceleraciones sufridas por los ocupantes, y que se debe alcanzar un equilibrio o rediseñar en concordancia las zonas de deformación programada.

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