Ingenieria mecanica

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I UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA

Modelación y construcción de un vehículo todo terreno

Gustavo Andrés Hernández Osorio 2004

II UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE C HILE FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA

Modelación y construcción de un vehículo todo terreno

“Trabajo de titulación presentado en conformidada los requisitos para obtener el Titulo de Ingeniero Civil en Mecánica”

Profesor Guía: Sr. Ramón Francisco Hernández Pavez.

Gustavo Andrés Hernández Osorio 2004

III

Resumen

El propósito de este trabajo de titulación fue modelar y construir un vehículo todo terreno, capaz de transitar por terrenos fuera de carretera, subir pendientes elevadas , lograr aceleraciones significativas yutilizar materiales en desuso. Una vez construido el vehículo , se logró verificar que éste pudo subir pendientes de 30º y alcanzar velocidades de 50 km/h, en 17 segundos, en pista plana.

Para apoyar su modelación se utilizaron herramientas computacionales (software) como son el Solid Edge, Algor, Mathcad, y Microsoft Project, buscando construir un vehículo con las características indicadas ycon la máxima seguridad para su piloto.

El vehículo construido se clasifica como un todo terreno , con chasis de acero y motor de combustión interna de cuatro tiempos. Los cálculos teóricos se realizaron computacionalmente con el software Mathcad y Algor. Los factores de seguridad determinados fueron aceptables para este tipo de vehículo y se encontró una coincidencia en un noventa y cinco porciento entre los valores teóricos y los entregados por el Algor para una de las piezas críticas. Finalizada esta etapa de cálculos y modelación, se procedió a la construcción del vehículo mismo, que fue sometido a diferentes pruebas, comprobándose, en general, que éste cumplía con las características planteadas en los objetivos.

Finalmente, se realizó un análisis de costos que permitióconfirmar el objetivo planteado de construir un vehículo todo terreno a un bajo costo, utilizando materiales en desuso.

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INDICE Pag. CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN………………………………………………… . 1.1.- Antecedentes generales…………………………………………………. 1.2.- Motivación………………………………………………………………… .. 1.3.- Objetivos…………………………………………………………………… . CAPÍTULO 2 SELECCIÓN DEL MODELO DE VEHÍCULO………………… 2.1.- Búsqueda deinformación……………………………………………… .. 2.2.- Información necesaria para la modelación....................................... 2.3.-Selección del modelo a construir y análisis de piezas………………. 2.4.- Características Generales……………………………………………… .. CAPÍTULO 3 ANÁLISIS COMPUTACIONAL DEL MODELO…………… .. 3.1.-Uso de programas computacionales para el diseño………………… 3.2.-Solid Edge V10……………………………………………………………… 3.3.-Modelación de partes ydesarrollo de piezas en ambiente tridimensional………………..…………………………………………….. 3.4.-Ensamblaje del vehículo en Solid Edge V10 ………………………… . 3.5.-Simulación virtual del vehículo en Solid Edge V10………………… CAPÍTULO 4 CONSTRUCCIÓN ……………………………………………… . 4.1.-Crónica de la construcción …………….………………………………… 4.2.- Fotos de la construcción……………………………………………….… CAPÍTULO 5 ANÁLISIS DE COSTOS……………………………………… ..CAPÍTULO 6 CONSIDERACIONES GENERALES Y CONCLUSIONES…. BIBLIOGRAF ÍA………………………………………………………………..…. 1 1 3 4 5 5 6 6 29 32 32 33 34 34 41 44 44 47 57 60 62

V

APÉNDICES Pag. APÉNDICE A.................................................................................... ............. • • • • Determinación de piezas criticas Análisis de diagramas de cuerpo libre aplicados al vehículo, en situaciones límites(fuerzas de impacto) Verificación del factor de seguridad ‘n’ para cada pieza critica Cálculos realizados manual y computacionalmente 87 65

APÉNDICE B……………………………………………………………………… • • • • • • • Descripción del funcionamiento de mecanismos involucrados Carburador de vacío constante Bomba de aceite y válvula de descarga El motor de arranque Bomba de agua El relé de arranque El embrague...
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