Análisis y diseño de un disco de freno

Abstract

Este proyecto fin de carrera se centra en el diseño, estudio térmico y de deformación del disco de freno de un vehículo, así como una comparativa entre los dos tipos de disco de freno existentes (ventilados y no ventilados). El diseño del disco se realiza mediante el programa de elementos finitos Catia, muy demandado en el ámbito profesional. Dicho diseño se basa en un modelo de disco de freno ya existente pero modificado para poder experimentar con otra geometría de ventilación y ver los resultados que ofrece. Así mismo, hemos diseñado el mismo disco pero sin ventilación y con ello se pretende demostrar a través del estudio térmico que los discos ventilados disipan mejor el calor que los discos sin ventilar. Además del diseño de los discos, se va a realizar el diseño del área de contacto de las pastillas de freno para poder realizar un estudio de deformación que ofrece el programa Catia. Por último, se ha diseñado una llanta, un neumático y los tornillos tanto los que fijan la llanta al buje como el tornillo que fija el freno de disco para realizar cálculos secundarios necesarios para los principales como el de deformación de los discos de freno y el cálculo de las solicitaciones en los tornillos. El estudio térmico anteriormente citado se llevará a cabo a través del programa de elementos finitos Ansys, ya que se pretende alcanzar un conocimiento de la utilización de este programa que ofrece diversos estudios muy interesantes, entre ellos térmicos y de circulación de un fluido a través de una geometría que en nuestro caso serán los discos de freno diseñados en Catia. Para dicho estudio térmico hay que hallar los coeficientes de convección que serán introducidos en Ansys, por lo que se pretende adquirir un conocimiento de investigación sobre los tipos de convección que afectan a un disco de freno.