Fundamentos de Elementos Estructurales y Carrocería en la Automoción

ELEMENTOS ESTRUCTURALES

1. Tipos de Estructuras

• Bastidor: Industrial, todoterreno.
• Chasis-plataforma.
• Carrocería autoportante.

2. Elementos Estructurales

Los componentes principales que conforman la estructura son:

• Pilares, estribos, largueros y traviesas.
• Refuerzos, marco y pase de ruedas.
• Piso, techo, lateral y aleta.
• Capó, puertas, cierres y faldón.
• Soportes varios.

3. Carrocería Autoportante

3.1. Concepción

En la fase de concepción se deben considerar los siguientes puntos clave:

1. Exigencias aerodinámicas.
2. Ergonomía de los puestos.
3. Altura libre de la carrocería.
4. Posición y tamaño del depósito.
5. Espacio para las ruedas.
6. Tamaño y posición de los paragolpes.
7. Tipo y emplazamiento de los elementos mecánicos.

Condicionantes Técnicos

1. Visibilidad.
2. Funciones mecánicas.
3. Posibilidad de fabricación y fácil reparación.
4. Condiciones de seguridad.

3.2. Diseño

Un diseño eficiente debe cumplir con los siguientes criterios:

1. Resultar atractivo visualmente.
2. Transacción a fabricación factible (ejemplo: estándares de BMW).
3. Alta funcionalidad y vida útil prolongada.
4. Mínimo número de piezas.
5. Uso de piezas compradas (estandarización).
6. Alto número de piezas reciclables.
7. Buena relación calidad/precio.

3.3. Fabricación

El proceso productivo se divide en cuatro áreas principales:

1. Área de embutición.
2. Área de soldadura.
3. Área de pintura.
4. Área de montaje.

Nuevas Técnicas Constructivas

• Tailored Blank: Creación de piezas complejas mediante estampación con diferentes espesores, tratamientos y niveles de resistencia.
• Hidroconformación: A partir de un tubo de acero, este se expande en un molde inyectando agua (en frío, lo que otorga un mayor límite elástico), eliminando la necesidad de soldaduras.
• Sandwich: Estructura compuesta por dos capas de acero con polipropileno en su interior, haciendo la función de "jamón".

El Principio Básico del Hidroconformado

Esta técnica ofrece ventajas competitivas como:

• Espesor uniforme en toda la pieza.
• Mejor calidad superficial.
• Mejora la resistencia a la corrosión.
• Reducción significativa de peso.

3.4. Aerodinámica

Coeficientes Aerodinámicos

La eficiencia aerodinámica se mide a través de diferentes fuerzas y coeficientes:

El Cx típico de los turismos oscila entre 0,29 y 0,45. Como referencia comparativa:

• Una superficie plana tiene un Cx de 1,17.
• Un cubo tiene un nivel de 1.
• Una esfera tiene un Cx de 0,1.
• Un ala de avión presenta un Cx de tan solo 0,05.