Tesis profesional presentada por Carlos Tapia Rojas

Licenciatura en Ingeniería Mecánica. Departamento de Ingeniería Industrial y Mecánica. Escuela de Ingeniería y Ciencias, Universidad de las Américas Puebla.

Jurado Calificador

Presidente y Director: Dr. Tadeusz Majewski Szymiec
Secretario: Dr. Sudhakara Katapadi Vadiraja
Vocal: Mtro. Jesús Isaac Valenzuela Caporal

Cholula, Puebla, México a 6 de enero de 2006.

Resumen

Los automóviles hoy en día tienen un proceso de fabricación casi ideal, ya que requiere una gran cantidad de personas dedicadas al diseño, producción y ensamble, cada vehículo contiene gran cantidad de piezas, por ello se divide cada conjunto por función. La edificación de una planta requiere gran cantidad de dinero de por medio, y para construir solamente un auto se requiere un sin numero de personal atrás, la suma total de la construcción de un auto depende, del costo de los materiales, costo por construcción, el salario de muchas personas; en suma sale casi imposible montar un auto tal y como lo vemos, todo tiene que ver con miles y millones de euros.

Qué pasaría si de todo ese dinero gastado, se pudiera ahorrar un pequeño porcentaje dirigido a las pruebas físicas de crash (destrucción de un auto chocándolo), de vibraciones u otras, eso se puede hacer gracias al elemento finito.

Los análisis de elementos finitos son una gran herramienta hoy en día para simular estructuras obteniendo un modelo matemático desde el punto de vista estático o dinámico. El elemento finito considera a la estructura como un ensamble de elementos infinitesimales, este es el medio por el cual se pueden simular los modelos. Los vértices formados por los elementos finitos, son llamados nodos, y el proceso de seleccionar los nodos se llama discretización o modelamiento, esta es la parte más importante de la simulación. Sin una modelación adecuada, el análisis conlleva un porcentaje de error que podría afectar a nuestros resultados.

Por el gran interés que del tema se quiso analizar el conjunto del faro delantero derecho del modelo New Beetle 2.5 (NB) versión Europea (CEE), así puede ser de gran importancia para el lector de esta tesis, al igual que todos los conductores, en quienes tal vez ha surgido la pregunta de cómo se comportan las piezas que van montadas en el auto. El movimiento del carro produce vibraciones en el chasis, el cual las transmite al faro, trayendo como consecuencia de desensamble o la pérdida de alineación de algunos objetos, como puede ser el lente y el foco. La parte más importante (la modelación de una pieza), se explica detalladamente en esta tesis, describiendo desde la transferencia .iges., el ensamble de diversas piezas para que sean consideradas como piezas distintas en el software, hasta la parametrización del análisis requerido (en este caso análisis modal, análisis de esfuerzos y análisis de vibraciones aleatorias).

Índice de contenido

Capítulo 1. Introducción (archivo pdf, 8 kb)

Capítulo 2. Antecedentes (archivo pdf, 345 kb)

  • 2.1 Faros
  • 2.2 Análisis de Vibraciones

Capítulo 3. Obtención de los modelo sólidos y mallas (archivo pdf, 671 kb)

  • 3.1 Descripción del modelo
  • 3.2 Obtención de los modelos sólidos
  • 3.3 Preparación de los mallados de los modelos
  • 3.4 Software CATIA
  • 3.5 Software ALGOR 16
  • 3.6 Errores en la transferencia a .iges
  • 3.7 Errores en el mallado de las piezas
  • 3.8 Obtención del centro de masa de las piezas

Capítulo 4. Análisis de las vibraciones de las piezas y ensamble con el método de elemento finito (archivo pdf, 2 mb)

  • 4.1 Preparación de las piezas para el análisis en ALGOR
  • 4.2 Análisis modal
  • 4.3 Resultados de los análisis

Capítulo 5. Medición de las vibraciones de las piezas y ensamble con pruebas físicas (archivo pdf, 2 mb)

  • 5.1 Prueba modal experimental
  • 5.2 Medición y técnicas en el análisis de vibraciones
  • 5.3 Condiciones de prueba
  • 5.4 Características de la prueba
  • 5.5 Equipo Utilizado
  • 5.6 Funcionamiento del láser
  • 5.7 ¿como trabaja el equipo del láser del laboratorio?
  • 5.8 Resultados de las pruebas físicas

Capítulo 6. Comparación de los modelos de elemento finito con los de las pruebas físicas realizadas por VW (archivo pdf, 382 kb)

  • 6.1 Sistema de las pruebas físicas
  • 6.2 Sistema análisis modal de software
  • 6.3 Comparación de elementos

Capítulo 7. Comparación de los modelos del ensamble izquierdo y derecho (archivo pdf, 300 kb)

Capítulo 8. Rediseño de la pieza más crítica (archivo pdf, 187 kb)

Capítulo 9. Conclusiones y recomendaciones (archivo pdf, 18 kb)

Referencias (archivo pdf, 9 kb)

Tapia Rojas, C. 2006. Análisis de vibraciones en elementos funcionales del faro derecho del auto new beetle 2.5 versión Europa (ECE). Tesis Licenciatura. Ingeniería Mecánica. Departamento de Ingeniería Industrial y Mecánica, Escuela de Ingeniería y Ciencias, Universidad de las Américas Puebla. Enero. Derechos Reservados © 2006.