Diseño y Seguridad Automotriz: Carrocerías, Aerodinámica y Pruebas de Choque

Solicitaciones Constructivas de una Carrocería

• Rigidez: Capacidad de resistir la deformación bajo carga.
• Vibraciones: Minimización de resonancias no deseadas.
• Durabilidad: Resistencia a la fatiga y corrosión a lo largo del tiempo.
• Facilidad de Reparación: Diseño que permita reparaciones eficientes y económicas.
• Aerodinámica: Optimización para reducir la resistencia al aire.
• Comportamiento en Caso de Choque: Absorción de energía para proteger a los ocupantes.

Factores Generales en el Proyecto de un Nuevo Modelo de Automóvil

• Fase de Concepción: Definición de los objetivos y especificaciones del vehículo.
• Fase de Diseño: Desarrollo del diseño estético y funcional.
• Fase de Diseño de Maquetas: Creación de modelos físicos para evaluar el diseño.
• Fase de Construcción de Prototipos: Fabricación de vehículos de prueba.
• Fase de Pruebas: Evaluación del rendimiento, seguridad y durabilidad.
• Aerodinámica: Optimización de la forma para reducir la resistencia al aire y mejorar la eficiencia.
• Pruebas de Choque: Evaluación del comportamiento del vehículo en colisiones.

Diseño Basado en Elementos Finitos

El método de diseño basado en los elementos finitos se utiliza para determinar las características estáticas, dinámicas y acústicas de la carrocería. Se recurre tradicionalmente a la integración de elementos finitos para simular y analizar el comportamiento estructural.

Coeficientes Aerodinámicos

• Cx: Coeficiente de penetración aerodinámica (resistencia al avance).
• Cz: Coeficiente de las fuerzas aerodinámicas que inciden verticalmente (sustentación).
• Cy: Coeficiente de deriva aplicado de forma lateral al vehículo (estabilidad lateral).

Aspectos de Seguridad en una Prueba de Choque Frontal

En una prueba de choque frontal, un vehículo debe superar los siguientes aspectos de seguridad:

• Durante el ensayo, no deberá abrirse ninguna puerta ni accionarse los sistemas de bloqueo de las puertas delanteras.
• Después de la colisión, deberán abrirse como mínimo una puerta delantera y otra trasera sin usar herramientas. Si no se pueden sacar los maniquíes, se pueden inclinar los respaldos.
• El desplazamiento del volante no será superior a 80 mm hacia arriba ni 100 mm hacia atrás.
• Durante el choque, no se desprenderá ninguna pieza del interior que pueda aumentar el riesgo de lesión.
• Solo se admitirán pequeñas fugas de combustible del orden de (0.5 gr/s).

Diferencias entre Acero Convencional y Acero ALE (de Alto Límite Elástico)

El acero ALE tiene un límite elástico más alto que el acero convencional, lo que le confiere mejores características mecánicas.

¿Qué son los Tailored Blanks?

Los Tailored Blanks son componentes de una pieza desarrollados por estampación a medida con un diseño complejo que combina aceros de diferentes espesores, recubrimientos y distinto grado de resistencia. Esto permite conseguir más seguridad, reducción de peso, menor tiempo de fabricación y mayor precisión, ampliando las posibilidades de diseño.

Normalmente se sueldan por láser, lo que permite colocar con precisión varios aceros diferentes, obteniendo así las cualidades necesarias y eliminando cualquier masa que no contribuya. Las piezas hechas de esta manera tienen una absorción progresiva de impacto.