Cálculo de vida a fatiga de un chasis monocasco de materiales compuestos

Abstract

El objetivo de este trabajo ha sido diseñar un chasis de materiales compuestos comparándolo con un chasis multitubular usando un criterio de daño equivalente. Y posteriormente poder hacer una comparativa de los resultados obtenidos con materiales compuestos y un material comúnmente más utilizado como el acero. El objetivo final ha sido obtener conclusiones sobre si es viable o no la utilización de los materiales compuestos en este tipo de chasis y valorar si compensa o no económicamente ya que los materiales compuestos son más caros. Se parte de un chasis multitubular de un prototipo de motocicleta de circuito según normativa FIM (Federación Internacional de Motociclismo, Road Racing World Championship Grand Prix Regulations 2010). Tradicionalmente tanto el chasis como el basculante se construyen por medio de tubos de diferentes secciones unidos entre sí mediante soldadura. Para poder absorber esfuerzos de flexión/torsión sin que se colapse la estructura, estas estructuras se triangulan. Puesto que con materiales composites se puede mejorar la resistencia el objetivo de este proyecto es el de lograr una estructura monocasco en base a materiales compuestos. Se han analizado los esfuerzos que sufre la moto, para ello se han realizado los estudios de aceleración máxima, de frenada máxima y de los esfuerzos en curva. Se ha realizado el modelo del chasis en el programa CATIA para la realización del diseño y del análisis. Para comprobar la resistencia y validez del chasis se ha hecho el análisis de la distribución de cargas en la situación de los estudios realizados. Comprobada la resistencia y validez del chasis se ha realizado los análisis de vida a fatiga con los diferentes modelos. Por último se ha realizado una comparativa de los distintos modelos analizados y obtenido conclusiones de la viabilidad de la utilización de material compuesto para un chasis de una motocicleta.