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Materia: Método de Elemento Finito Docente: Juan Manuel Jiménez Rodríguez
Proyecto: Desing Model Failure Car Front Suspension Lower Arm
Alumnos: Castillo Pérez José Daniel 201410789 Domínguez Gámez Carlos Alberto 201430692 González Rendón José Francisco 201451156 Gutiérrez Ovando Carlos Andrés 201437073 Hernández Vázquez Sergio 201420459
Verano 2018
Puebla de Zaragoza a 20 de junio del 2018
Resumen Ejecutivo
La suspensión McPherson es un tipo de suspensión habitualmente utilizada en los automóviles modernos. Toma su nombre de Earle S. McPherson, un ingeniero que la desarrolló para su uso en 1951 , en el modelo Ford Consul y después en el Zephyr. Puede ser utilizada tanto en el eje delantero como en el trasero, si bien habitualmente se utiliza en el delantero, donde proporciona un punto de apoyo a la
dirección y actúa como eje de giro de la rueda. Estructuras similares para el eje trasero son denominadas suspensión Champaña.
Si bien tiene como ventajas su simplicidad y bajo costo de fabricación, tiene un problema geométrico, ya que debido a su configuración no es posible que el movimiento de la rueda sea vertical, sino que el ángulo vertical varía algunos grados durante su movimiento. Además transmite el movimiento directamente del asfalto al chasis, lo que provoca ruidos y vibraciones en el habitáculo.
El éxito de esta suspensión depende en gran medida de su diseño, pero también de algunas piezas que favorecen su buen desempeño. Cuentan entre ellas el tubo telescópico, el muelle helicoidal (o resorte) y el brazo de control inferior transversal (o mango).
Los dos primeros elementos forman lo que se conoce como amortiguador telescópico. El tubo telescópico, formado por un cilindro de acero, un pistón y un vástago, actúa en conjunto con el resorte controlando las oscilaciones del muelle cuando la rueda choca con las irregularidades del terreno.
1.-Introducción
La unión entre el bastidor y la rueda:
En su parte inferior , la rueda es unida al bastidor mediante la rótula de la HORQUILLA INFERIOR
En su parte central , la unión es gracias al sistema de tracción (solo en caso de que exista tracción en el tren motriz donde se ubique la suspensión, en otro caso este sistema es eliminado o sustituido por un eje). Nos referimos a la Flecha, quien trae la fuerza de giro desde la transmisión.
También en la parte central , está la unión entre la mangueta de la rueda y la terminal de dirección exterior, la cual recibe la fuerza para cambiar el sentido de dirección de la rueda.
En la parte superior , el amortiguador es la pieza de unión, en su base a la mangueta de la rueda, y en su parte superior al bastidor del vehículo. De esta forma no es ocupada la horquilla superior.
Una horquilla de suspensión es una parte que conecta el chasis con el soporte de la llanta. También se conoce como brazo de suspensión o brazo de control. La razón por la que se denomina “horquilla” es porque tiene unos brazos delgados, como si fueran dientes, igual que el instrumento de labranza del mismo nombre.
Después se utilizo un software de CAD libre para exportación de la pieza y al exportar se obtuvo lo siguiente:
Condiciones de frontera
Conforme la ubicación del elemento en la suspensión como su función se propone aplicar las siguientes condiciones de frontera:
Se obtiene un valor de deformación de 4.
Entonces se redujo la dimensión del grosor de la horquilla (sin cambiar la dimensión de lámina(calibre)) y se obtuvo lo siguiente
Y al final se tienen:
6.-Interpretación y validación
Al observar la modificación final de la horquilla, se obtiene que la deformación que sufre la pieza propuesta se acerca a la que presenta la pieza inicial, respectivamente de un margen que se puede declarar como aprobatorio y al reducir considerablemente la dimensión a favor del cambio de geometría se reduce el peso total de la pieza, dando por satisfactorio el proyecto realizado
