Influencia de la elasticidad de las uniones en estructuras de vehículos pesados: modelos de análisis

• Autores: Jaime Masiá Vañó, T. Vicente Esquerdo Lloret, Francisco Javier Colomina Francés, Juan Francisco Dols Ruiz
• Localización: X Congreso Internacional de Ingeniería de Proyectos: Valencia, 13-15 Septiembre 2006. Actas / Asociación Española de Ingenieria de Proyectos (AEIPRO) (aut.), Universitat Politècnica de València (aut.), International Project Management Association (aut.), 2006, ISBN 84-9705-987-5, págs. 701-712
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    Para la optimización de la relación peso-resistencia de un vehículo pesado de transporte de mercancías se propone un modelo en el que las uniones entre componentes se comportan elásticamente. Esta variación a los métodos tradicionales aporta una mayor adecuación a la realidad y permite una mayor optimización de la estructura.

    Las distintas configuraciones de diseño y de fabricación que adoptan las uniones entre componentes de bastidores ocasionan que para cada tipología exista un comportamiento elástico diferenciado entre ellas. En los análisis actuales, los valores de rigidez asignados a estas uniones son valores extremos: o bien se consideran completamente rígidas, es decir, transmiten completamente los pares de fuerzas que se les aplican, o bien completamente elásticas o lo que es lo mismo no transmiten ningún momento.

    La implementación del comportamiento del bastidor en el análisis teórico mediante el método matricial o en su caso por el método de elementos finitos modificándolo únicamente con el comportamiento elástico de las uniones, permite obtener unos resultados más fieles a la realidad. De este modo, mediante un simple y rápido cálculo en el que se introducen elementos unión de rigidez conocida se obtiene un eficiente dimensionado de la estructura.

    En el presente trabajo se plantean modelos de tratamiento de estos elementos semirígidos, en los cuales se puede tener en consideración la rigidez en los extremos de los componentes estructurales. Para la determinación de la rigidez de las uniones se procede a modelar por elementos finitos de forma precisa estos modelos. Los resultados obtenidos se pueden contrastar experimentalmente ensayando las uniones en un banco de pruebas. La distinta rigidez según los diferentes grados de libertad analizados da lugar a deformadas distintas. La correlación entre las cargas aplicadas y estas permitirá obtener el resultado de las distintas componentes de rigidez necesarias para implementar el análisis global.

  • English

    To optimize the weight-resistance relation in a heavy vehicle a model with flexible joints is proposed. This variation to the traditional methods contributes to a best fidelity to the real behaviour and permits the optimization of the structure.

    The different configurations of design and manufacture that adopt the joints in frames cause several elastic behaviour for each typology. In present analyses, stiffness values assigned to these joints are extreme values: in one hand stiffness are considered completely, that is, transmit completely the torque of forces applied, and in the other hand joints are completely elastic or they don’t transmit any moment.

    The implementation of the frame behaviour in the theoretical analysis with the matrix method or in its case by the finite elements method modified with the elastic behaviour of the joints permits to obtain some more faithful results to the reality. In this way, a simple and fast calculation with stiff joint elements permits to obtain suit dimensions of the structure.

    In this paper, models of semirigid elements with stiffness at the ends of the structural components are presented. To know the stiffness of the joints it needs to have a finite elements model. The results obtained can be contrasted experimentally testing the joints in a test bench. The different stiffness according to the different degrees of freedom analyzed gives different deformations. The correlation between the loads applied and deformations will permit to obtain the result of the different components of necessary stiffness to implement the global analysis.