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Título : Diseño de una junta empernada mediante simulación computacional para validar el comportamiento estructural a tracción
Autor : Torres Vivanco, Luis Angel
Lliguin Apo, Aldo Jefferson
Director(es): Pozo S, Edwin Rodolfo
Tribunal (Tesis): Buñay G, Jorge Sebastián
Palabras claves : JUNTA SOPORTE PRINCIPAL DEL CHASIS;CAMIONETA BT50;ENSAYO DINÁMICO;ENSAYO ESTÁTICO;SOLIDWORKS SOFTWARE;ANÁLISIS DE MATERIAL;MICROSCOPIA ELECTRÓNICA DE BARRIDO;ESTRUCTURAS AUTOMOTRICES
Fecha de publicación : 26-jun-2024
Editorial : Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
Citación : Torres Vivanco, Luis Angel; Lliguin Apo, Aldo Jefferson. (2024). Diseño de una junta empernada mediante simulación computacional para validar el comportamiento estructural a tracción. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba.
Identificador : UDCTFM;65T00569
Abstract : The project seeks to simulate and identify the behavior of the bolted joint of the chassis of a MAZDA BT50 van, under tensile loads. The problem identified in the lack of information on structural behavior and strength analysis; identifying through design, construction and evaluation, integrating computer assisted engineering tools and experimental tests that provide complete and applicable information in safety and durability context. The process began with scientific and technical literature review on chassis structural integrity. The bolted joint was designed using SolidWorks CAD software, ensuring accuracy in bolt layout and adapting to the chassis geometry under loading conditions. Spark emission spectrometry and scanning electron microscopy (SEM) and Brinell hardness structural properties study were performed, confirming that the bolted joint material is a mild steel type with characteristics similar to AISI1010 steel. This material, characterized by its low carbon content and mechanical strength in the range of 48 to 55 kg/mm². Computational simulations with ANSYS identified peak stresses of 350.27 MPa at critical points, highlighting areas susceptible to deformation and possible failure, and validating the resistance to loads up to 54.6 kN. Dynamic analysis showed a maximum principal stress of 0.2693 MPa with a factor of safety of 0.773. The tensile test in the universal machine indicated a typical behavior of ductile and malleable material, resisting a maximum load of 53.8 kN and showing a maximum tensile strength of 220 MPa. Finally, the comparative analysis between simulations and experimental data validated the accuracy of the computational model, supporting its application in the vehicle chassis.
Resumen : El proyecto busca simular e identificar el comportamiento de la junta empernada del chasis de una camioneta MAZDA BT50, bajo cargas de tracción. El problema identificado en la falta de información en análisis del comportamiento estructural y resistencia; identificando mediante el diseño, construcción y la evaluación, integrando herramientas de ingeniería asistida por computadora y ensayos experimentales que proporcionen una información completa y aplicable en el contexto de seguridad y durabilidad. El proceso comenzó con una revisión de literatura científica y técnica sobre la integridad estructural del chasis. Se diseñó la junta empernada usando el software CAD SolidWorks, asegurando precisión en la distribución de pernos y adaptándose a la geometría del chasis bajo condiciones de carga. Se realizó espectrometría por chispa de emisión y microscopía electrónica de barrido (SEM) y el estudio de propiedades estructurales dureza Brinell, confirmando que el material de la junta empernada es un tipo de acero dulce con características similares al acero AISI1010. Este material, caracterizado por su bajo contenido de carbono y su resistencia mecánica en el rango de 48 a 55 kg/mm². Las simulaciones computacionales con ANSYS identificaron picos de tensión de 350.27 MPa en puntos críticos, destacando áreas susceptibles a deformación y posible fallo, y validando la resistencia ante cargas de hasta 54.6 kN. El análisis dinámico mostró un esfuerzo máximo principal de 0.2693 MPa con un factor de seguridad de 0.773. El ensayo de tracción en la máquina universal indicó un comportamiento típico de material dúctil y maleable, resistiendo una carga máxima de 53.8 kN y mostrando una resistencia máxima a la tracción de 220 MPa. Finalmente, el análisis comparativo entre simulaciones y datos experimentales validó la precisión del modelo computacional, respaldando su aplicación en el chasis del vehículo.
URI : http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/22851
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