Presentación Trabajo MATLAB Métodos Matemáticos de Especialidad Mecánica-Máquinas Grupo 7 Borja Pintos Gómez de las Heras 06342 Jacobo Sánchez Herrera 06391 Ismael Sánchez Ramos 06394

¿Cómo simular el movimiento de un automóvil?

ÍNDICE Diseño de la suspensión delantera Diseño de la suspensión trasera Diseño del chasis Montaje del vehículo completo Ensayo en el hexápodo Posición de equilibrio estático Análisis dinámico Conclusiones Evaluación

Diseño de la suspensión delantera izquierda (MacPherson) Matriz de ecuaciones de restricción Definición de los puntos de la suspensión: Pm Definición de los vectores unitarios necesarios: Um Introducción de coordenadas relativas para la definición de distancias y ángulos: DISTm y ANGLESm Representación gráfica mediante la función drawMech2 de las matrices LINESm y UVECTm

Diseño de la suspensión delantera (MacPherson) Establecer el origen del sistema de referencia: Hallar las coordenadas de la rueda derecha: Pm, Um, DISTm, ANGLESm, LINESm, UVECTm, CONSTRm (ejemplo para Pm):

Diseño de la suspensión delantera (MacPherson) Añadir a la matriz CONSTRm las ecuaciones de restricción de la parte simétrica La parte de la suspensión izquierda comparte la cremallera con la parte de la suspensión derecha, por lo que no hay que repetir las ecuaciones de restricción de la cremallera Definimos distancias y ángulos simétricos para la matriz DISTm y ANGLESm Creamos nuevas bases para fijar los puntos simétricos Definimos los ángulos de la suspensión simétrica Mediante dp y dv incrementamos el número de puntos y vectores simétricos respectivamente

Diseño de la suspensión trasera (Suspensión de cinco barras) Matriz de ecuaciones de restricción Definición de los puntos de la suspensión: P5 Definición de los vectores unitarios necesarios: U5 Introducción de coordenadas relativas para la definición de distancias y ángulos: DIST5 y ANGLES5 Representación gráfica mediante la función drawMech2 de las matrices LINES5 y UVECT5

Diseño de la suspensión trasera (Suspensión de cinco barras) Centrado de la suspensión y ensamblado de la parte derecha: P5(:,1:3) = P5(:,1:3)+ones(size(P5,1),1)*(-P5(11,1:3)+1000*[-a,b,rw]); P5=[P5; P5(:,1), -P5(:,2), P5(:,3:6)];

Diseño del chasis Matriz de ecuaciones de restricción Definición de las matrices: P, U, LINES y UVECT Representación gráfica mediante la función drawMech2 Definición del chasis como sólido rígido mediante la matriz CONSTR. Para ello primero habrá que definir una base solidaria al mismo

Montaje del vehículo completo 15 grados de libertad Chasis → sólido rígido: 6 gdl Suspensión delantera MacPherson Cremallera volante: 1gdl Giro ruedas delanteras: 2 gdl Muelle y amortiguador delanteros: 2 gdl Suspensión trasera 5 barras: Muelle y amortiguador traseros: 2 gdl Giro ruedas traseras: 2 gdl

Prueba Hexápodo El hexápodo nos permite simular distintas maniobras de un coche en un emplazamiento fijo Hemos de fijar el chasis del coche (o el coche completo con las suspensiones) al hexápodo Para fijar el chasis al hexápodo hay que añadir 6 ecuaciones de restricción a la matriz CONSTR del hexápodo Podemos coger 2 puntos del chasis y fijar 5 distancias al hexápodo Para impedir la rotación del chasis alrededor de la recta que une estos 2 puntos, fijamos un ángulo constante

Posición de equilibrio estática La posición de equilibrio estático se obtiene sometiendo al automóvil a su propio peso Esta posición tiene gran importancia porque es la posición de inicio para el análisis dinámico de diferentes situaciones Las matrices Pf, Uf, DISTf y ANGLESf hacen referencia a los puntos, vectores, distancias y ángulos del coche en la posición de equilibrio estático Estas matrices se deben importar a problemas dinámicos posteriores para trabajar con ellas P final U final ANGLES final DIST final

Análisis dinámico. Maniobra alce Inicio maniobra → movimiento rectilíneo en aceleración Fuerzas laterales nulas excepto en los neumáticos traseros debido al ángulo de caída Inicio del movimiento en curva → reducción velocidad Aumentan fuerzas de deriva Movimiento en curva Transferencia de carga alta

Maniobra alce. Conclusiones Esfuerzo longitudinal Esfuerzo normal ANÁLISIS DE ESFUERZOS Esfuerzo lateral

Maniobra alce. Conclusiones ANÁLISIS ENERGÉTICO

Profiler CarKinematicsMain sin ficheros dll CarKinematicsMain con ficheros dll

Profiler CarStaticEquliMain sin dll CarStaticEquliMain con dll

DIFICULTADES ENCONTRADAS EVALUACIÓN ÉXITO DE LOS RESULTADOS Diseño aceptable de las suspensiones Construcción del chasis óptimo Montaje del vehículo completo Estudio posición de equilibrio estático Análisis dinámico del automóvil completo en maniobra. DIFICULTADES ENCONTRADAS Generales Programas avanzados Volumen de datos y ecuaciones grande Identificación de las variables proporcionadas Abstracción de las ecuaciones teóricas a las prácticas Habilidad en la búsqueda de errores de programación Concretas Ecuaciones de restricción Rango de la matriz Φq Construcción función Derive APRENDIZAJE Habilidad en el uso de Matlab Capacidad de organización de gran cantidad de datos Conocimiento del sistema de guía y suspensión de un automóvil Conocimiento de técnicas cuasi-profesionales para análisis dinámicos y de estabilidad Reparto de tareas para el trabajo en equipo