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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA

DE MEXICO

FACULTAD DE INGENIERIA

DISENO DE LA ESTRUCTURA DE UN

VEHICULO ELECTRICO DE REPARTO

T E Ss I Ss QUE PARA’ OBTENER EL TITULO DE:

INGENIERO MECANICO ELECTRICISTA

(AREA MECANICA)

P R E 8 E N T A

ARTURO ERNESTO MENCHACA LOBATO DIRECTOR DE TESIS: DR. MARCELO LOPEZ PARRA

MEXICO, D. F. NOVIEMBRE 2000

UNAM – Dirección General de Bibliotecas

Tesis Digitales

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Dedicada con mucho carifio

amis padres, a mis hermanas, a Maru y a Ady.

Agradecimientos

Expreso mi profundo agradecimiento por la invaluable ayuda en ta elaboracién de esta tesis a°

El doctor en ingenieria Marcelo Lopez Parra por su direccién, desde la concepcién hasta ta

consolidacién, ademas del apoyo moral y la motivacién brindados durante ef desarrollo de este trabajo.

El maestro en Ingenieria Antonio Zepeda Sanchez por su asesoria profesional, recomendaciones

tecnicas y revisiones, tanto del disefio estructural como del trabajo escrito.

El ingeniero Mariano Garcia de} Gallego por su asesoria en el uso de Ios sistemas computacionales

ullizados, asi como en la revision del modelado y de los planos de la estructura.

La ingeniera Glendy Hernandez Gémez por su ayuda en la revision e impresion de este trabajo, asi

como por su gran amistad, solidaridad y apoyo moral.

El compafero Bernardo Ortega Torres por su ayuda en la etapa de la elaboracion de los planos de

fabricacion, ensamble y conjunto del sistema estructural.

Introduccién

Especificaciones

Objetivos

Indice

Alcances y limitaciones

Capitulo 1. Marco Tedrico

11 Sistemas que integran un automévil

1.11 1.1.2 113 1.14 1.4.5 1.1.6 117

Estructura

Motor Transmisién Suspension Direccion Frenos, ruedas y neumaticos Sistema eléctrico

1.2 Origenes y estado del arte del bastidor y la carroceria

4.21 422 1.2.3

Antecedentes histéricos Modificaciones de las estructuras a través del tiempo Geometria y manufactura del bastidor

Capitulo 2 Disefio Conceptual y de Configuracién

2 1 Geometria de la estructura superior

2.2 Opciones conceptuales del bastidor

22.1 2.2.2 2.2.3 224

Opcién “A” Opcién “B" Opcion °C” Opcién “D"

23 Definicién de parametros de evaluacin y su ponderacion

2 4 Matrices de decision

2.5 Resultados de la evaluacién

26 Descripcidn de ta configuracion de la estructura

14

15

15 7 7 19 20 21 22

23

23 25

32

33

34

35 36

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39

42

43

45

Cap. 3 Diseno de Detalle

3.14 Seleccién de materiales

3 2 Consideraciones para el analisis estructural

33 Disefio asistido por computadora

33.1 Modelado en solido de ta estructura

3.3 1.1 Creacién del croquis 3.3.1.2 Obtencidn del sélido 3.3.1 3 Detallado de la pieza

3.3.1.4 Ensamble de los componentes

3 3.2 Analisis por el método del elemento finito

3.3.2.1 Definicién de! material 3 3.2.2 Restricciones y fuerzas 3.3.2 3 Proceso matematico 3.3.2 4 Graficas de resultados

3.4 Caracteristicas fisicas de la estructura

3.5 Obtencion de los planos de fabricacién, ensamble y conjunto

Conclusiones

Bibliografia

Apendice

4 4 Lista del material

A.2 Lista de las partes

A 3 Planos de fabricacién, ensamble y conjunto

A 4 Procedimiento esquematico del armado de la estructura

A 5 Geometria exterior de fa carroceria.

A 6 Propiedades Mecanicas de los aceros mas comunes

A7 Catalogo de los materiales comerciales empleados.

47

48

49

51

52

§2 54 55 56

58

59

62 62

73

74

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79

81

Introduccion

En la actualidad, la contaminacion ambiental constituye uno de los problemas mas importantes que el ser

humano lene que enfrentar. Como todos sabemos, los vehiculos automotores contribuyen, de forma

importante, con la polucién det aire que respiramos. Para resolver este problema desde su raiz es

necesano buscar medios altemativos de propulsion que nos permitan cubrir nuestras necesidades de

transporte sin que produzcan emisiones contaminantes.

A nivel mundial se han desarrollado muchas investigaciones al respecto y se ha propuesto una

amplia variedad de fuentes de energia para su movimiento: solar, eléctrica, edlica, humana, de

almacenamiento mecanico (mediante el empleo de elementos que acumulan energia potencial al ser

deformados elasticamente), de combustidn de hidrogeno e hibridos principalmente. La experimentacion ha

demostrado que, al menos hoy en dia, las dos opciones de mecanismos motores mas viables desde el

punto de vista de Ia eficiencia y la competitividad relativa con los vehiculos convencionales son los basados

en ta combustion de hidrégeno y los que emplean como fuente directa de energia a la electricidad. Esta

ventaja se hace evidente al observar diversos articulos que se presentan en revistas especializadas como

“Popular Mechanics” o “Automotive Engineering’.

Sin embargo, en cuanto a ta tecnologia y la seguridad, el empleo del hidrogeno aun presenta

importantes inconvenientes puesto que sdlo puede ser almacenado convenientemente en la forma de gas

comprimido y como un liquido criogénico. En otras palabras, debe ser mantenido a presiones muy

elevadas y a femperaturas muy bajas (inferiores a los -200°C), Ademas ocupa un volumen

aproximadamente tres veces mayor que el de la gasolina para una misma cantidad de energia y es

altamente explosivo.

Por su parte, el uso de la energia eléctrica en los medios de transporte, aunque cumple con el

objetivo de que los vehiculos‘no emitan directamente gases contaminantes a la atmdsfera no erradica por

si mismo el problema de la contaminacion ambiental, puesto que un numero importante de las plantas que

ia generan, logran su cometido transformando la energia quimica en eléctrica (pasando por cinematica) a

través de la combustién. A pesar de ello, resulta mas sencillo y eficaz controlar el problema si este se

encuentra concentrado solamente en algunos lugares fijos, en vez de distrbuirse en millones de

‘comammnadores moviles

Lo anterior permite concluir que la mejor opcién para comenzar a solucionar el problema de fa

contaminacion, de acuerdo con la tecnologia con la que se cuenta en la actualidad, es la del empleo de la

energia eléctrica Por tal motivo, es precisamente esta, la opcién que mas ha avanzado en materia de

investigacion y desarrollo tecnoldgico a nivel interacional. Cada vez mas se puede observar en diversos

lugares del mundo |a experimentacién sobre vehiculos eléctricos prototipo e incluso el uso normal de

medios de transporte y de reparto que utilizan a la electricidad como fuente de energia.

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Figura A Vehiculo Eléctrico de la empresa Murrell.

En ef Primer Cuadro de la Ciudad de México se encuentran en cisculacién pequefios vehiculos

eiéctricos de baterias, de las marcas Murrell (figura A) y Taylor Dunn, utilizados para el reparto de

mercancia, los cuales son una adaptacién de vehiculos de golf. Dichos vehiculos, representan un

importante paso para la introduccién del transporte elécirico en los sistemas de distribucién de los

productos de las empresas. Sin embargo, este medio de transporte no fue disefiado para rodar por las

calles con las superficies irregulares que estas presentan. El Centro de Disefio y Manufactura (CDM) de la

Facultad de Ingenieria de 1a UNAM realizé un estudio del Vehiculo Eléctrico (VE) modelo IMSA-B2-48 de la

empresa Murrell en 1997, el cual arroja como resultado mejoras sustanciales en ef comportamiento del VE

pero como conclusion del estudio, se hace notar la necesidad de disefiar totalmente, un vehiculo que

cumpla con las especificaciones de trabajo. Se requiere construir un vehiculo eléctrico de carga que cubra

la necesidad del reparto de mercancias en las zonas urbanas de nuestro pais disefiado, desde su

com:enzo gara operar ante tales circunstancias En nuestro pais se estan haciendo estudios al respecto y

s¢ han presentado, ademas de tos ya mencicnados, dos vehiculos prototipo, uno de la empresa Eurocar

(figura 8) y el olro de Ja Universidad Autonoma Metropolitana (fig. C).

Figura Vehiculo Eléctrico prototipo de la UAM.

El Centro de Disefio y Manufactura (CDM) de la Facultad de Ingenieria y el Instituto de Ingenieria

de la Universidad Nacional Autanoma de México estan trabajando en forma conjunta para resolver este

problema con el proyecto denominado: “Disefio y Fabricacién de un Vehiculo Eléctrico de Carga”. La

presente tesis dedica su contenido al disefio de la estructura de un primer prototipo de la vagoneta eléctrica

llamada Vehiculo Etéctrico de Reparto (VER), cuyas especificaciones que se mencionan en el siguiente

apartado. A esta parte del vehiculo se la denominara, de forma indistinta, en el transcurso de esta obra

como estructura, conjunto estructural, sistema estructural 0 armazén.

Figura Modelo a escata del Vehiculo Eléctrico de Reparto de la UNAM.

Disefio y elaboracidn: D. |. Alberto Villareal Bello.

La construccién de prototipos, a través de Ia historia de fa industria automotriz, ha sido y sigue

siendo un factor de suma importancia dentro del proceso del disefio de carrocerias y bastidores, ya que

siempre se ha presentado variacién entre el compartamiento real del vehiculo y ef obtenido a partir de}

analisis teérico, alin siendo éste el mas minucioso posible. Resulta necesario someter al prototipo a

diversas pruebas, a largos periodos de conduccién en condiciones extremas e incluso a colisiones para

obtener informacion mas precisa sobre su comportamiento y sobre sus zonas de falla, con el objeto de

retroalimentar el disefio en forma iterativa hasta lograr un alto grado de satisfaccién en los resultados de

todos y cada una de sus elementos, Solo en este punto podria adecuarse el disefio para una produccion a

gran escala.

Este trabajo de investigacién esta formado por tres capitulos. El primero muestra {a funcién que

desempefia cada uno de tos sistemas que integran un automdvil (motor, transmisin, suspensi6n,

dyeccion, sistema eléctrico y el integrado por el conjunto de ruedas, frenos y neumaticos) mostrando

imagenes que permiten visualizar su configuracién basica, para asi poder ubicar a {a estructura en su

contexto espacial-funcional. Posteriormente se hace un breve recorrido por la historia de fas estructuras

(bastidores y carrocerias) que han dado forma e integrando a los vehiculos como unidades moviles a

través del tiempo, sus configuraciones tipicas y la manera en que se manufacturan masivamente en la

actualidad

En el segundo capitulo se presentan fas cuatro configuraciones mas sobresalientes para la parte

inferior de} sistema estructural (bastidor} y se selecciona la mejor de acuerdo con un andlisis que

considera fos parametros mas relevantes para su evaluacién. Estas opciones fueron obtenidas al aplicar

un ejercicio de “lluvia de ideas", en el que participd la mayor parte del personal del CDM, proponiendo

soluciones en forma de bocetos graficos. Los bastidores que se muestran en forma conceptual, fueron

escogidos, de entre una amplia gama de propuestas, por contar con caracteristicas geométricas

compatibles tanto con el sesto de la estructura como con los otros sistemas del vehiculo y por su

simplicidad de fabricacion.

Por ultimo, en el tercer capitulo se realiza el disefio detallado de 1a estructura del vehiculo, el cual

consta de varias etapas: seleccién de fos materiales a emplear, modelado por computadora y analisis

iterativo por el método de! elemente finito de los elementos criticos hasta obtener ta geometria, la cantidad

y distribucién del material éptimos. A partir de tos resultados se crean todos Jos planos de fabricacién y

ensamble del vehiculo, mismos que se muestran en el apéndice.

Especificaciones

Las especificaciones generales del VER se han determinado desde el principio del proyecto bajo 'a

consideracion de clertos parametros importantes como son entre otras: {a seguridad, fa suavidad de

marcha, el radio de giro, la ergonomia, la estabilidad, el volumen y las dimensiones necesarias para el

compartimento de carga A continuacién se muestra el resultado obtenido gracias a la cooperacién

conjunta del equipo de trabajo"

Largo total 4,200 mm

- Ancho total (sin espejos Jaterales) 1,600 mm

“altura total 2,032 mm

Distancia entre ejes 2,303 mm

' Yolado delantero 4,190 mm

* Yolado trasero 710 mm

Angulo de ataque 30°

“Angulo de salida 50°

-Ancho de via (delantera y trasera) 1,300 mm

Radio de giro del vehiculo: 1,500 mm

"Distancia minima entre el chasis y el piso 250 mm

‘Distancia minima entre balerias 5mm

' Nmero de ocupantes 2 adultos

“Volumen de la cabina 4.814 m3

“Yolumen para la carga 2.250 m x 1.490 m x 1.100 m = 3.688 m3

' capacidad de carga efectiva 1,500 kg

Peso bruto vehicular 2,500 kg

“Peso maximo de la estructura 180 kg

“Velocidad maxima 40 kmih

Awtonomia 60 km

‘Llanlas 235 / 175 R15

Presion de las liantas 90 psi

Ruedas motrices Traseras

Ruedas directrices Delanteras y traseras

Transmusion Dos reductores de velocidad de doble engranaje y i diferencial eléctrico

; Diametro 6,7 plg. : Longitud 15.21 plg.

Peso 37.3 Kg

! Motores (2, uno a cada costado del VER) Tipo de corriente continua Potencia maxima con 95 V de 52 HP entrada (en un pico de 5 min)

Potencia continua con 95 V de

_ entrada te HP Suspension delantera Trapecio articulado con barra estabilizadora*

"Suspension trasera Trapecio articulado con barra estabilizadora*

Construida de fibra de vidrio con almas tubulares "Tipo de casroceria . de acero

: . Plomo-acido, largo = 264 mm, ancho = 181 mm, i Baterias altura de la base a los bornes = 284 mm, peso : unitario = 30 kg, cantidad = 18

i* La suspension del tipo trapecio arliculado esta constituida por dos brazos friangulares con {articulaciones prismaticas que unen sus bases a la carroceria y por su vértice a los brazos de la imangueta Esta soporta la rueda y el cubo y se articula al resto por medio de sdtulas. Entre uno de los | dos brazos y la carroceria se interponen un muelle helicoidal y un amortiguador, con objeto de absorber ilas vibraciones. La disposicion de todo el conjunto (longitud de los brazos, angulos de la mangueta, etc.) ‘condiciona el comportamiento de las ruedas cuando el coche pasa sobre las irregularidades de la cartetera Los brazos superior e inferior son paralelos y de igual longitud para que Jas ruedas no se

imclinen al subir y bajar tos baches.

Tabla A Especificaciones técnicas del VER.

Las dimensiones generales del vehiculo (ancho, que se han expuesto al comienzo de la tabla A, pueden

set visualizadas en las dos ilustraciones que se presentan a continuacién, en las que se muestran las

vistas fateral y la frontal del modelo del VER. En la primera se observan el fargo total, la distancia entre

ejes, fa distancia minima entre el chasis y el piso, tas longitudes de los volados delantero y trasero, y los

Angulos de alaque y de salida. En la segunda se acotan el ancho total, Ja altura total y el ancho de via.

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1300 mm

FiguraF Vista frontal del VER.

1

Objetivos

Demostrar que es posible construir la estructura det primer prototipo del Vehiculo Eléctnco de Reparto

empleando Unicamente elementos comerciales, el equipo y herramental de los Talleres de Ingenieria

Mecanica y el Centro de Disefio y Manufactura de la Facultad de Ingenieria de la UNAM.

. Comprobar mediante el analisis por elemento finito que !os elementos principales de {a estructura, en

condiciones normates de uso, estaran sometidos a esfuerzos que queden dentro def rango que permita

el material seleccionado, de tal forma que las deformaciones permanezcan dentro de la regi6n elastica

y que el nesgo de falla mecanica del material sea minimo.

Definir !a geometria de la estructura procurando, en la medida de lo posible, mantener tanto la

configuracién como las dimensiones de la carroceria de fibra de vidrio que sera montada sobre nuestro

armazon. El disefio de la carroceria ha sido propuesto por el D.I. Alberto Villareal Bello.

Elaborar todos los planos de fabricacién, ensamble y conjunto de la estructura del primer prototipo del

Vehiculo Eléctrico de Reparto.

Disefiar 1a estructura para un primer prototipo del VER que cumpla, ademas de con todas las

especificaciones generates del vehiculo, con las siguientes restricciones: peso inferior a 180 kg,

resistente a ta corrosion, construccién sencilla, que utilice el mayor numero de elementos comerciales y

que la porcidn del peso lotal del vehiculo que apoye sobre el eje trasero, al estar éste cargado a su

maxima capacidad, sea del (60+ 5) %.

12

Alcances y limitaciones

En este trabajo se abarcaran todas las etapas del disefio hasta llegar al disefio de detalle y se elaboraran

todos los planos de fabricacién, ensamble y conjunto de ta estructura del primer prototipo del VER. Se

asignaran los espacios para cada uno de los sistemas, elementos y accesorios con los que la estructura

interactua, sin realizar et disefio detallado de los elementos de unién a la estructura con fa excepcidn del

sistema de suspension, en el que si se proporcionaran en forma detallada las sujeciones de las horquillas

superiores e inferiores, delanteras y traseras, asi como Jas de fos amortiguadores.

Como se ha mencionado, se trata de un vehiculo prototipo, por lo que se asume que la fabricacién

de! disefto generado, tal como se presenta en este trabajo, esta proyectada, exclusivamente para una

produccién pequefia. Si se requiriera de una manufactura a gran escala de la estructura del vehiculo, seria

necesano hacer modificaciones que permitieran optimizar su produccion en serie.

La estructura sera analzada Unicamente bajo fa aplicacion de cargas estaticas debido a la version

del programa de computo que se emplea. Asimismo, como parte intrinseca del analisis estructural, se

haran necesarias algunas idealizaciones del material asi como de Ia aplicacion de las fuerzas. Por ello se

uliizaré un factor de seguridad que contemple esta situacion y permita mantener a los esfuerzos que se

presenten en la estructura dentro de un rango que garantice su adecuade funcionamiento ante siiuaciones

criticas.

13

Capitulo 1

Marco Teorico

1.1 Los sistemas que integran un automovil

El disefio y ta manufactura de un vehiculo requieren de una amplia cooperacion interdisciplinaria. Cualquier

automévil esta integrado por una gran cantidad de piezas y cada una de estas es el resultado de un largo

proceso evolulivo. Sin embargo, esta complejidad, casi inabordable desde el punto de vista global, resulta

mas accesible, al igual que cualquier situacién analoga, al ser analizada a través de los subconjuntos que

la integran. El automdvil se constituye por un conjunto de sistemas bien definidos, cada uno de los cuales

cumple con una misién especifica que resulta indispensable para el funcionamiento del vehiculo, A

contimuacion se describen estos subconjuntos y la labor que deben cumplir.

1.4.4 Estructura

El yehiculo, para mantenerse como un solo ente, requiere de una estructura que mantenga integradas a

todas Jas piezas que fo conforman, es decir, un armazén 0 esqueleto” que sufra deformaciones minimas

durante su uso normal y que sirva como base para la sujecién de todos sus sistemas y accesorios. Este

conjunto estructural, en forma convencional, es el resultado de ta union de dos subconjuntos: la carroceria

y el bastidor. A continuacién se definira cada uno de ellos:

Carroceria.- Es el conjunto de elementos unidos entre si, que cubren al vehiculo proporcionandole ta forma

exterior, mientras mantiene resgquardados en su interior a tos pasajeros y a la carga, protegiéndolos del

peligro de una colisién. La carroceria constituye el elemento mas voluminoso y que mas caracter imprime a

un vehiculo. Las diferentes marcas y modelos de los medios de transporte de un mismo ambito, si en algo

se disinguen claramente unos de otros, es en el disefio o linea de su carroceria.

Bastidor.- Es la parte estructural sobre la que se fijan todos los elementos y grupos mecanicos que

constituyen un vehiculo, es decir: carroceria, motor, transmision suspension, direccién, etc. Este elemento

es el medio de unién de todos estos sistemas, que permite mantener al vehiculo como una sola unidad.

Esta estructura no solo debe unit los grupos, sino que debe hacerlo de tal forma que las posiciones de

unos con respecto a olros se mantengan fijas o varien solamente dentro de las condiciones necesarias

para su coffecto funcionamiento, sin que su alineacién sea influenciada durante Ja marcha por las

wreguiaridades del camino.

Figura 1.1 La carroceria proporciona la proteccin del exterior a fos pasajeros y a los objetos

que transporta el vehiculo. En este caso se muestra una del tipo monocasco.

Para cumplir su funcién, es necesario que esta estructura tenga una gran resistencia, que pueda

soportar fos esfuerzos que se producen durante la marcha sin deformarse plasticamente, manteniendo en

todo momento deformaciones controladas que no afecten la conduccién del automévil. Pero, por otra parte,

debe de conseguirse el minimo peso posible para conseguir una mayor autonomia, mejorar las

caracleristicas de estabilidad, velocidad, aceleracion y frenado det vehiculo.

Figura 1.2 El basfidor es el elemento de union de todos los sistemas del automovil.

El conjunto bastidor-carroceria debe también protegerios en caso de accidente, Si estos elementos son

demasiado rigidos seran poco tenaces, esto es, absorberan poca energia de impacto en un choque, con fo

que aumentara fa cantidad de energia transmitida a los ocupantes. Es por eso que se debe de lograr un

balance que proparcione la rigidez demandada y la tenacidad requerida junto con la mayor ligereza posible.

1.1.2 Motor

El motor es el disposttivo fundamental que permite ta autopropulsién del coche. En los casos

convencionales, este mecanismo convierte la energia eléctrica, quimica o calorifica, segiin sea el caso, en

energia cinematica, es decir, en movimiento mecanico. Independientemente del tipo de energia que se

iransforme, un motor siempre libera energia calorifica debida a la friccion de sus partes moviles (en el caso

de los motores convencionales, una buena parte de este calor se debe a la combusti6n), por lo que es

indispensable contar con una buena lubricacién y un sistema de enfriamiento, ademas de los sistemas

inherentes en cada caso. Asimismo, todos los motores “entregan” fa energia cinematica a través del

movimiento rotativo de un eye. Este ultimo es el que se acopla al sistema de transmisién.

Figura 13 El motor eléctrico del VEC es de CD y tiene una potencia continua de 12 HP con 95 V de entrada.

141.3 Transmision

Como su nombre to dice, la transmisién se encarga de trasladar fa potencia otorgada por el motor hacia las

ruedas motrices y controlar el torque y la velocidad que el vehiculo requiera para su movimiento. En

cualquier automévil convencional, Ja transmisién empieza en el volante de inercia del motor y continua, en

el caso de las transmisiones estandar, a través del embrague, luego a Ja caja de cambios, después al

arbo} de transmisién y posteriormente hacia el diferencial y finalmente se dirige hacia las ruedas motrices

mediante un eje rigido 0 un par de flechas con juntas homocineticas en sus extremos

Los coches con motor y traccidn delanteros, 0 con motor y transmisi6n traseros, no necesitan arbol

de lransmision; la fuerza se transmite a través de ejes de transmisiOn corfos El embrague situado entre el

volante de inercia y la caja de cambio, permite desconectar el motor de ta transmisi6n para liberarla del par

motor antes de cambiar de velocidad. La caja de [a transmision permite variar ef torque y fa velocidad que

se necesita para poner al vehiculo en movimiento y acelerarlo.

Figura 1.4 Transmisién convencional con motor delantero y propulsion trasera.

Al virar, las llantas de! automdvil que quedan mas lejos del centro de fa curva recorren una mayor

distancia que sus ruedas opuestas, por lo que, en el caso de fas ruedas motrices, es necesario el uso de

un diferencial mecanico que distribuya el movimiento a las llantas de acuerdo a sus necesidades en todo

momento. De no exist este elemento, en cada curva, por pequefia que esta fuese, las ruedas motrices se

patinarian sobre el piso en lugar de rodar en forma adecuada.

1.1.4 Suspension

Este sistema sirve para amortiguar las vibraciones del vehiculo debidas a las imperfecciones del camino.

La amortiquacion es la capacidad para absorber parte de la energia de un muelle comprimido Si esta

energia no se absorbe, el muelle oscilara alrededor de su posicion media y el coche seguira vibrando La

absorcidn 6 amortiguacion convierte a energia mecanica de los muelles en energia calorifica.

Hara 3 IbVror

unide por una rowia al brazo Li mualie helicadar 6 la eanguela A absorbe Jas wreguiandades

“de ta carretera

Roiuta supenor

“amomuuador telesctpico. qua evita ef rebote de log muatlay

yonte ala manguera lus eslueros

ber una rowla del frenado

Figura 15 Suspensidn delantera de trapecio articulado con muelle helicoidal.

Al cumplir su funcién primordiat de proteger al coche y sus ocupantes de los golpes de la carretera,

‘os muelles actian como almacenes de energia. Cuando son de acero, almacenan esta energia al

flextonarse, como ocurre con las ballestas, 0 al torsionarse, como ocurre con los muelles helicoidales 6 con

las bartas de torsion. La energia se libera al recuperar el muelle su posicién primitiva. Los muelles suelen

estar unidos al bastidor del coche por unos tornillos introducidos en unos manguitos de goma.

4.1.5 Direccién

Para dingit cualquier vehiculo se emplea el volante, que orienta las ruedas delanteras con la direccion

deseada Cualquier mecanismo de direccién debera ser preciso y facil de manejar, las ruedas delanteras

tenderan a volver a su posicion central af completar una curva. En el chasis, el soporte que aloja y sostiene

el eje de la direccion sirve con frecuencia para montar algunos otros mandos, como el mecanismo del

cambio de velocidades, el accionamiento de las bocinas y los interruptores de las luces

El automévil se dirige por medio de una caja de reduccidn y de un sistema de bieletas y palancas

disefiadas para proporcionar al conductor control direccional con el minimo esfuerzo. El volante se une a

un eje contenido en un tubo que le sirve de soporte y que se conoce con el nombre de columna de la

direccion Et eje se une al mecanismo de la direccién, que convierte el movimiento giratorio del volante en

olro de vaivén en las articulaciones de las ruedas delanteras, y proporciona al conductor el efecto de

amplificacién que necesita para orientar las ruedas sin que se precisen grandes esfuerzos.

Figura 1.6 Sistema de direccién y su funcionamiento basico.

20

1.1.6 Frenos, ruedas y neumaticos

El sistema de frenos de un vehiculo es tan importante como el de direccién, ya que habilita al conductor

para disminurr la velocidad del automévit tanto paulatmamente como en forma subita. Mantener este control

es indispensable durante la conduccién, ya que permite evitar al maximo el riesgo de accidentes. Otro uso

importante de este sistema se da durante el aparcamiento del vehiculo, principalmente si se trata de

superficies inclinadas.

El freno actéia gracias a la friccin que se produce entre una parte fija del coche y un disco o un

tambor que gira con !a rueda. La friccién produce el par necesario para reducir fa velocidad del coche y

convierte la energia cinética del vehiculo en calor. Este se transmite al aire que refrigera a os frenos.

Figura 17 — En tono obscuro se muestra el circuito de frenos de un automovil.

Las ruedas, o tines, son fa parte intermedia entre los neumaticos y los extremos de los ejes de un

coche. De su cosrecto balanceo (ademas de tener unos buenos amortiguadores) depende, en gran medida,

la estabilidad del vehiculo y su conduccién suave, con un nivel minimo de vibraciones durante la marcha.

2t

El balanceo consiste en hacer coincidir el centro de masa de cada rueda con su propio Centro geométrico,

de tal forma que pueda girar con toda libertad Una alineacién adecuada de tos rines aumenta la vida uti de

las llantas y reduce el consumo de energia necesario para mover el vehiculo.

Los neumaticos, no solo contribuyen a ta absorcién de impactos debidos a las irregularidades del

camino también son determinantes en la seguridad activa del vehiculo Unas buenas llantas aumentan ia

seguridad, permitiendo un mejor “agarre” af camino al acelerar, frenar o virar en piso seco o himedo,

mientras que unos neumaticos muy desgastados representan un verdadero peligro: se pueden ponchar

con mayor facilidad en condiciones extremas y en piso mojado ta friccin puede disminuir a tal escala, que

el vehiculo verdaderamente flote sobre el agua, perdiendo por completo el control del vehiculo.

1.4.7 Sistema eléctrico

La instalacién eléctrica del automévil es otro sistema indispensable, ésta se divide en circuitos, cada uno

con funciones especificas y con mandos independientes. En un vehiculo eléctrico se tlenen basicamente

fos siguientes circuitos’ el de la alimentacién del motor, el del control de velocidad, el del alumbrado, el del

mecanismo fimpraparabrisas, tos del tablero de instrumentos y los de los accesorios. En la mayoria de los

casos se hallan protegidos por un fusible para proteger la instalaci6n ante una sobrecarga

Figura 1.8 Diagrama del sistema eléctrico de un automévil convencional

22

Los componentes eléctricos det coche son conectados a un bore de la bateria. En estas

conexiones se interponen los cosrespondientes interruptores. El otro borne de la bateria se conecla a la

estructura metalica de! vehiculo. De este modo, el circuito de cualquier componente se cierra a través de

esta gran masa metalica Este método no solo ahorra unos treinta metros de cable, con su correspondiente

aumento de costo, peso y espacio, sino que también disminuye la posibilidad de desconexiones y simplifica

por consiguiente fa localizacién de averias y la colocacion de accesonos.

Para que los cables no experimenten un aumento nolable en su temperatura, fo que produciria el

fallo de la instalacién eléctrica, se emplean calibres diferentes en cada circuito dependiendo del flujo de

corriente que cada dispositivo requiera para su funcionamiento. Asi, por ejemplo, el cableado del motor es

de una seccién mucho mas gruesa que el de la tuminacion del tablero de instrumentos.

4,2 Origenes y estado del arte del bastidor y la carroceria

1.2.1 Antecedentes histéricos

El bastidor y ta carroceria han sufrido tremendas modificaciones a lo largo de la historia del automovil.

Ambas esteucturas actualmente estan tan intmamente relacionadas que en ocasiones resulta dificil

encontrar su diferencia, mas aun, en algunos casos se han fusionado hasta conformar una sola estructura.

Para lograr comprender mejor su interaccion, sus diferencias y sus transformaciones a través del tiempo,

resulta muy ilustrativo conocer su desarrollo hist6rico, asi, con conocimiento de causa, podremos hacer un

anabsis mas objetivo de su situacién actual.

La carroceria es la derivacién de !a caja que se utilizaba en fos carruajes para llevar a la gente

sentada Cuando atin no existian motores, las cafrocerias no cumplian otra funcién que la de ofrecer un

lugar donde se podia resguardar los ocupantes. Sin embargo, el cochero, situado en el “pescante” (asiento

delantero situado a mayor altura que los de !a caja) se encontraba al descubierto. En algunos de los

primeros modelos con motor, la carroceria se dividia principalmente en dos zonas bien definidas. la que

cubria el propulsor y la que se destinaba a pasajeros y equipajes. Estos primeros coches automdviles (el

lermino automdvil significa que se mueve a si mismo) son muy parecidos a sus predecesores, movidos por

caballos

23

Durante muchos ajfios, enormes motores de combustién interna, de sels y ocho cilindros en linea,

obligaban a disefiar automdviles con moros (se le dice “morro” a la parte anterior del vehiculo)

exageradamente largos que habia que sumar al espacio enorme destinado a los pasajeros. Los coches de

principios del siglo XX eran inmensos, con ruedas muy similares a las de los carruajes tirados por caballos

y con escalones para subir hasta la caja. En esa época los coches se fabricaban en forma muy diferente a

ia actual. Normalmente, un fabricante construia un motor al que se adaptaba un bastidor, suspensiones y

ruedas. Sobre esa plataforma (llamada técnicamente “chasis"), el cliente se iba con un carrocero y le

encargaba una carroceria.

Figura 1.9 Este vehiculo automévil, de 1854, es una adaptacién de los clasicos carruajes.

Esta forma de proceder se alargd durante muchos afios en algunas firmas, Asi, en aquellos

tempos, vehiculos de la misma marca (el fabricante del motor y del chasis era el que imponia el nombre)

tenian una carfoceria absolutamente diversa. El procedimiento mencionado, que alin se mantiene en

carmones debido a la multitud diferente de ulilidades fue perdiendo fuerza con el tiempo, desde que Henry

Ford instauré el trabajo en linea en 1908 con fa fabncacién del “Ford T” (figura 1.10). Esta situacion

supuso una auténtica revolucion dentro de la produccién de automoviles a gran escala y por consiguiente,

de la fabncacion en serie de carrocerias y bastidores. Para 1927 ya se habian construido mas de 15

millones de unidades de este modelo.

Figura 1.10 El primer automévil fabricado en serie: el “Ford T”.

Este procesa, que necesita que todas las piezas de un modelo sean intercambiables con otras

unidades, igualdad que no se producia anteriormente, llevé a ir prescindiendo de proveedores externos y a

montar las carrocerias en las mismas fabricas. Claro que el proceso era idéntico: sobre un chasis que

soportaba también el motor, fa transmision, suspension, direccién y frenos se montaba una carroceria.

4.2.3 Modificaciones de las carrocerias a través del tiempo

Hacia mediados del siglo XX, cuando se mejoraron las técnicas de estampacion y de soldadura, se

llevd a cabo una reforma trascendental: la carroceria paso a ser construida del mismo material que e!

chasis e iba solidariamente unida a él Es lo que se denomina carroceria autoportante, o monocasco, que

en la actualidad comprende practicamente a fa totalidad de vehiculos fabricados en serie que se

comercialzan en el mercado. La utilizacién de carrocerias autoportantes limita la creatividad, pero aporta

una considerable ventaja econdmica. El problema fundamental que presenta su construcci6n es el de

solidez. Al desaparecer el chasis independiente, la carroceria se convierte en el propio armazon del coche,

por fo que debe ser capaz de resistir vibraciones, torsiones y tensiones sin desfallecer.

25

EI disefio de las carrocerias, en cuanto a forma se refiere, ha pasado por diversas etapas, no

siempre esttictamente delimitadas. Los inmensos motores, mencienados anteriormente, imponian una

sene de festricciones imposibles de eludir. Et espacio para el motor era obligatoriamente grande, aunque

no siempre era necesario recurrir a estos motores de dimensiones majestuosas. Pero, como fa potencia

especifica era menor que Ja actual, los motores de muchos cilindros estaban a ‘a orden del dia. Por

aquellas épocas, las berlinas (vehiculo de cuatro o seis plazas provisto de cuatro puerlas con un cristal en

cada una) con un tercer volumen claramente diferenciado atin no habian aparecido, por lo que se podria

hablar de vehiculos de dos volimenes.

La llegada de las berlinas fue posterior. Eran unos coches claramente mas funcionales para las

necesidades de aquel entonces. Eran vehiculos muy amplios, resistentes, comodos y con mucha suavidad

de marcha, aunque consumian mucho combustible, pero eso no preocupaba mucho al consumidor porque

el precio del energético era relativamente econdmico. Cuando flegd la crisis del petroleo en 1973, la

\rayectona que seguia la historia del automdvil cambid de rumbo drasticamente. La necesidad de vehiculos

que consumieran menos gasolina se hizo evidente e introdujo ala aerodinamica y al peso como factores

principales en el disefio de los automéviles

Pequefios modelos con cierto prestigio pero de dos voliimenes realizaron su entrada en el mercado. El

Renault 5, con su gran éxito , fue durante afios el ejemplo mejor conocido de este tipo de coches que ahora

inunda nuestras carreteras. El poco peso de estos modelos contribuia a su bajo consumo. Pero sin duda,

desde 1973, el parametro que ha perfilado las carrocerias de los automdviles ha sido la aerodinamica.

Obtener un bajo coeficiente de arrastre es sindnimo de reduccién de consumo de energia cuando se

cucula a velocidades elevadas por carretera, ya que el arrastre aumenta con el cuadrado de la velocidad.

En recorridos urbanos, como la velocidad es relativamente baja, la aerodinamica de los vehiculos influye

en mucho menor escala. Otro de los factores que cobré especial importancia a raiz de la crisis del petrofeo

fue el peso de los coches. El bajo peso redunda también en menor consumo de energia ya que hay que

invertir menos de ésta para romper con la inercia del vehiculo, esto es, en acelerarlo y desacelerarlo.

Pero como siempre sucede, resolver estos problemas no resulta una tarea sencilla. Una buena

penetracién aerodinamica va en detrimento de la habitabilidad y el espacio de carga, por lo que no queda

mas remedio que llegar a un punto de equilibrio entre ambas necesidades, pero dando siempre priordad al

espacio destinado a los ocupantes y, en el caso de los vehiculos de carga, al espacio destinado a ésta.

26

Una situacion parecida se vive con el peso. Si bien un descenso de peso redunda en beneficios evidentes

en cuanto a consumo y seguridad activa (con menos peso se frena mejor, se acelera mejor y la inercia en

jas curvas es inferior) la seguridad pasiva resiente en forma contraria. La carroceria debe contar con

estructuras deformables que absorban energia en caso de colisién. Estas estructuras estan formadas por

elementos metalicos que agregan peso a la unidad en forma inherente. Dicho peso se suma al aportado

por los sistemas de control de frenado y traccin, bolsas de aire, cinturones de seguridad con pretensado y

barras laterales para disminuir los riesgos de intrusion lateral entre otros de los componentes que mejoran

su seguridad, por lo que es necesario lograr también un equilibrio en este campo.

Figura 1.11 La tendencia actual del disefio de carrocerias se dirige hacia las estructuras

autoportantes y monovolumen.

La tendencia actual, como se menciona en La Enciclopedia Practica del Aufomévil, se dirige hacia

el incremento de fa seguridad y de la habitabilidad, abandonando ta propension a reducir el peso de los

vehiculos y la altura destinada a los pasajeros para obtener un mejor coeficiente aerodinamico. Para

aumentar la habitabiidad, de unos afios a la fecha, han proliferado fos vehiculos denominados

monovolumen En estos modelos, en detrimento de la penetracién aerodinamica debido a la elevada altura

de los vehiculos, se gana notablemente en la relacién entre el espacio exterior y el interior (figura 1.11).

Esta ganancia se obtiene con un mejor aprovechamiento de la dimensi6n vertical, que permite superponer

27

distintos elementos para lograr un aumento del espacio interior. En cuanto al peso, este a pasado

claramente a segundo plano en la concepcion actual de vehiculos. La seguridad es actualmente prioridad

absoluta. Por ello las reducciones de peso que se consiguen derivan Unicamente del empleo de materiales

mas ligeros, pero nunca de menor resistencia.

4.2.3 Geometria y manufactura de! bastidor

Teniendo un panorama de la evolucién histérica de las estructuras de los automoviles y los

parametros que rigen actualmente sus disefios, resulta conveniente centrar nuestra atencién en la

geometria y la manufactura del sistema del vehiculo que ocupa a la presente investigacién: el bastidor.

En su forma fundamental, esta estructura consiste en disponer dos vigas de acero, llamadas

larqueros a todo to largo del vehiculo Estos elementos son unidos entre si por medio de otras piezas mas

cortas en numero variable, ilamadas travesafios, que van soldadas, atornilladas o remachadas en

diferentes puntos de la longitud de los largueros. Comunmente, cuando el motor va dispuesto en la parte

delantera de! vehiculo, la forma de los largueros es tal que sus extremos anteriores estan mas cercanos

que el resto, a fin de permitir fa colocacién del motor apoyado sobre ellos. Las estructuras de los chasises

con suspension independiente de las ruedas delanteras suelen tener un travesafio de geometria mas

robusta que el resto, lo que le permite tener mayor resistencia en las zonas donde se acoplan fos soportes

de las ruedas

Figura 1.12 Configuracion de bastidor tipo escalera.

28

Asimismo, son bastante usuales los bastidores construidos con dos travesafios formando una cruz

enlre los largueros {figura 1 13), lo cual aumenta la rigidez del bastidor La mayoria de fos largueros y

lravesafios de los bastidores tienen forma de caja o tubo rectangular, siendo construidos, generalmente,

cerrando el lado abierto de una pieza estampada en “U" por medio de una plancha soldada.

Es un hecho que los bastidores nacieron mucho antes de que aparecieran los primeros vehiculos

autopropulsados, siendo antes los carfos movidos por la fuerza de los animales Los primeros bastidores

se construyeron de madera. Posteriormente algunos constructores emplearon estructuras metélicas de

tubos y perfiles laminados. Finalmente se construyeron de elementos de plancha embutida, unidos unos a

otros por remachado y mas adelante por soldadura; siendo este tipo de chasises los que se siguen

empleando en la actualidad (figuras 113 y 1.14}. Aunque en Ja mayoria de los automdviles actuales, este

elemento ha sido integrado en una sola pieza con la carroceria (llamada autoportante 0 monocasco),

continua siendo utilizado en todos los vehiculos de carga, debido a que demandan una mayor ngidez y

versatiidad Se han generado otras opciones como las mostradas en las figuras 1.15 y 1.16.

Figura 1.13 Chasis de un automdvil con tracci6n en las cuatro ruedas

y bastidor de forma trapesoidal.

29

Figura 115 Chasis de un automévil deportivo. Los larqueros se unen formando una

sola pleza, de amplia seccién transversal, al centro del vehiculo.

Figura 1.16 Chasis de un aufomévi de fa marca Triumph Todo el bastidor esta

formado con elementos de seccién rectangular

Al generalizarse el empleo de carrocerias metalicas se ha tratado de aprovechar la carroceria,

como refuerzo del chasis para dar mayor rigidez al bastidor y aligerarlo (figura 1.17), derivandose de esta

idea distntas soluctones. Aunque estas se refieren principalmente a ios automdviles, es bueno conocerlas

y tomar provecho de este tipo de tecnologia para la construccién del vehicuto que estamos disefiando, ya

que se trata de una camioneta de carga de dimensiones reducidas, aproximadamente del tamafio de un

automdvi compacto

Los fabricantes norteamericanos emplean generalmente el sistema de construir separadamente el

bastidor y fa carroceria. El bastidor en su forma clasica, pero bastante ligero, sigue haciendo de soporte y

medio de union de los grupos mecanicos y la carroceria se une a él soldandola, con lo cual se refuerza fa

ngidez del conjunto

Figura 1.17 Moderna carroceria autoportante de chapa de acero.

Muchas construcciones europeas, por el contrario, abandonan la disposicién clasica del bastidor,

construyendo et conjunto de la carroceria y bastidor como una sola estructura, capaz de agrupar y sostener

sobre si fos grupos mecanicos, dando lugar al tipo de automévil denominado de carroceria autoportante.

Esta solucion da al conjunto una gran rigidez y una notable ligereza. Las carrocerias autoportantes se han

construido en gran variedad de modelos, desde aquellos en que desaparece por completo el bastidor, con

la parte inferior de la estructura construida a partir de planchas y cajas de plancha embutidas, hasta otros

que fecuerdan el bastidor clasico por su parte inferior.

31

Capitulo 2

Disefio Conceptual

y de Configuracion

2.1 Geometria de la estructura superior

El! protolipo del VER, como se ha mencionado, estara constituido por una estructura metalica sobre la que

se montara una carroceria de fibra de vidrio formada por varios elementos. Tal conjunto, es decir, la parte

exterior que aporta el sentido estético al vehiculo y que brinda mayor proteccidn a todo aquello que se aloye

en el intenor del vehiculo ha sido desarrollado por el D.I Alberto Villareal Bello, encargado de fa parte de

disefio industrial del proyecto, y expuesta en su tesis de licenciatura, titulada “Tratamiento para Carroceria

de Vehiculo Eléctrico de Reparto”. Sus planos y algunas imagenes se incluyen en el apéndice de esta

lesis

Debido a ta estrecha relacion que se mantiene entre la capa estética externa del vehiculo y la

estructura que la soporta, es decir la parte superior de nuestro conjunto estructural, esta ultima ha

quedado, por ende, definida geométricamente, apegandose ampliamente a las curvaturas, distancias y

espacios de la primera, la cual sera construida en fibra de vidrio y colocada justo sobre el armazén Lo que

sera desarrollado al respecto, en este trabajo sera la propuesta de los elementos comerciales con los que

sera construido este subconjunto (material, perfil y espesor), la incorporacién, en caso necesario, de

fefuerzos, su modelado por computadora, planos de fabricacién y de ensamble junto con su entorno

estructural global. .

Figura 2.1 Conjunto superior de la estructura.

33

2.2 Opciones conceptuales del bastidor

En esta etapa del disefio se generan opciones conceptuales para fa geometria de la parte de la estructura

que aun no ha sido definida, es decir, el bastidor. Esto se logra al aplicar un ejercicio de “Iluvia de ideas”,

que consiste en generar arquetipos que buscan solucionar el problema, esto es, conseguir la configuracién .

:donea del sistema estructural inferior.

El método de “livia de ideas”, es muy util y frecuentemente empleado para obtener opciones al

hacer un disefio. El procedimiento consiste en proponer, de manera espontanea y sin restriccién alguna,

todas las imagenes que van apareciendo en el pensamiento de cada uno de los participantes de un grupo

que se rene ex profeso para tal actividad, y que tiene como propésito la busqueda de soluciones al

problema planteado. Los participantes no necesariamente tienen que ser los miembros dei grupo de

trabajo dedicado al proyecto, incluso es positive que algunos no se encuentren relacionados en lo absoluto

con el tema pues permite enriquecer la gama de opciones de solucién al no estar bajo la influencia de los

paradigmas que se adquieren al estar involucrados en la materia de investigacién de manera profunda.

En el ejercicio de “luvia de ideas” efectuado para el disefio del bastidor del vehiculo, participd la

mayor parte del persona! del Centro de Disefio y Manufactura de ta Facultad de Ingenieria de la UNAM.

Cada colaborador plasmé sus ideas en dibujos a mano alzada (croquis) con lo que se obtuvo una amplia

gama de soluciones en forma grafica. Los cuatro bastidores que se muestran mas adelante de manera

conceptual, fueron seleccionados del conjunto de propuestas por contar con caracteristicas geométncas

compatibles tanto con el resto de la estructura como con los otros sistemas del vehiculo, por su simplicidad

de fabncacién y asi como por las siguientes consideraciones y criterios:

¢ Carga de las baterias distribuida de tal forma que permita al vehicufo tener una distribucion del peso,

al estar cargado a su maxima capacidad, to mas cercana a la relacion de 40% en el eje delantero y

60% en e} trasero. Esta es una recomendacion que se hace en las normas de la Society of Automotive

Engineering (SAE) para el disefio de vehiculos de carga, con lo que se obtiene un balance adecuado

entre la traccion en el eje trasero (eje impulsor) y la maniobrabilidad en el eje delantero (director).

« Es necesario que el centro de gravedad del vehiculo este ubicado lo mas cercano posible al piso y que

el momento de inercia del chasis sea relativamente pequefio para asegurar la estabilidad del vehiculo.

34

Esta condicién, junto con fa del punto anterior nos conduce a la colacacién de las baterias en Ja parte

central e infenor del bastidor, ya sea en posicién transversal 0 longitudinal.

El acceso a las baterias debe de ser sencillo y que se pueda realizar sin tener que Jevantar el vehiculo

ni desalojar ta caja de carga en forma parcial o total.

* La distancia minima que por seguridad se requiere entre el banco de baterias y los cuatro lados

verlicales del vehicuto (costados y defensas) es de 20 centimetros, de tal forma que en una colision,

estos elementos se mantengan resguardados.

* 1 piso del vehiculo debera de ser plano en fa seccién de carga (sin salpicaderas que sobresalgan}

para facilitas 1a colocacion y extraccién de la mercancia.

* Debe de otorgarse el espacio necesario para acomodar los motores, las cajas reductoras, el sistema

de direccion y la suspensi6n, para que las cuatro llantas puedan virar, pueda acoplarse la carroceria y

logren cumplirse todas las especificaciones del vehiculo.

A continuaci6n se presentan las cuatro opciones de configuracién del bastidor y sus descripciones

Estas fueron obtenidas al evaluar fas propuestas con fos criterios anteriores Cada una de ellas es una

posible solucién para la geometria de la estructura que necesitamos para el Vehiculo Eléctrico de Reparto.

Las opciones mostradas seran evaluadas en el proximo tema para determinar cual es ta que mejor

satisface nuestros requerimientos.

2.2.4 Opcion "A”

Esta propuesta, mostrada en la figura 2 2, consta de los siguientes elementos:

—Larguero central unico de geometria tubular prismatica con seccién rectangular constante.

* Cada travesaiio esta constituido por dos elementos semiconicos de base rectangular unidos en forma

separada al larguero central

35

Compartimento de baterias dispuesto af centro del chasis en forma transversal. Se aloja a ta mitad de

fas baterias a cada lado Et acceso a éstas es por los costados del vehiculo.

larguero central de

seccidn rectangular

travesafio semiconica

compartimento

, de baterias lravesafio semicénico

Figura 2.2. Opci6n de configuracion “A” del bastidor.

2.2.2 Opcidn “B”

Su geometria se ilustra en la figura 2 3 y esta conformada de la forma siguiente:

Dos larqueros tubulares paratelos de secci6n circular hueca.

Travesaiios lubulares de seccién circular hueca

‘

Doce elementos de unién de forma prismatica rectangular de base cuadrada, cada una con dos

barrenos pasados con didmetros iguales, segin el caso, al de fos largueros 0 al de los travesafios. Los

ejes de los barrenos forman entre si un angulo de 90° y estén separados a una distancia tal que los

tubos no sean intersectados.

36

lesquios tubulares

e'ementos ce umon

Figura 2.3 Opcidn de configuracién “B" del chasis

Las baterias se colocan al centro del vehiculo, entre los dos travesafios centrales Se tiene la opcion

de colocar baterias entre los larqueros, en cuyo caso su acceso seria nicamente en forma vertical,

Los larqueros y los travesafios pueden ser reforzados al alojar en su interior un polimero a presion.

2.2.3 Opcion “C”

Esta opcion se llustra en la figura 2 4 y sus caracteristicas se presentan a continuacion’

Largueros paralelos de perfil elevado en forma de C, de seccién constante

Travesafios construidos con perfiles tubulares comerciales de seccién rectangular Cada travesafio se

compone de varios elementos unidos que dejan al centro un hueco rectangular que se une al largueto

por las caras exteriores de éste. Desde cada arista inferior del rectangulo central salen dos tubos que

se unen con et elemento superior formando con éste un angulo que permite aumentar la nigidez de

estos elementos bajo la accion de fuerzas verticales

Los largueros alojan, en el espacio que los separa, al banco de baterias, de tal forma que éste queda

dispuesto al centro del chasis en forma longitudinal. El acceso a Jos acumuladores se tlene por la parte

frontal y/o trasera del vehiculo.

37

lergueros con perfil en*C’ elevada

wevesafostubulares

de seccion rectangular

soporte pera la suspension

soporte para la suspension

Figura 2.4 Opcidn de configuracién “C” del chasis.

2.2.4 Opcion “D”

Esta cuarta configuracion se visualiza en la figura 2.5, ofreciendo las siguientes caracteristicas:

* Larguero central Gnico de geometria prismatica rectangular hueca. Al centro del chasis, el larguero

tiene una seccién con altura mayor a las partes frontal y trasera para aumentar la rigidez conjunta de la

estructura y ahorrar material

« Cada travesafio esta constituido por dos elementos semicénicos de base rectangular unidos en forma

separada al larguero central

* Elcompartimento de baterias va colocado al centro del chasis en forma transversal Se aloja a la mitad

de las baterias a cada lado. El acceso a éstas es por los costados del vehiculo.

« €ncada seccién rectangular donde se unen los travesajios al larguero, este presenta un hueco de la

misma forma y tamafio que la base de los primeros, con el objeto de que se pueda reforzar el chasis

en conjunto y quede formado el polimero de relleno en una sola pieza.

38

tavesafios Semiconicos

de base rectangular

lesguero cental hveco de seccion rectangular vanable

Figura 2.5 Opcion de configuracién “D” del chasis,

2.3 Definicién de parametros de evaluacion y su ponderacion

Para poder decidir cual de las opciones antes presentadas es la que mejor satisface nuestras necesidades

resulta indispensable evaluarlas en forma cuantitativa. Los diez parametros que se presentan a

contnuacién fueron obtenides mediante la participacion colectiva de todos fos colaboradores del proyecto y

representan los factores mas importantes que influyen en la decision de la mejor opcién desde los puntos

de vista tecnico y econdmico

¢ Costo general

¢ Disponibilidad de partes

e Facilidad de fabricacién o modificacin

» Facilidad de ensamblaje

» Resistencia / deformacién

» Peso del chasis

e Costo de mantenimiento o reparacion

e Versatilidad en la ubicacion de las baterias

* Innovacidn tecnoldgica

« Aprovechamiente del espacio

39

Cada parametro no tiene necesariamente la misma importancia que los demas, por lo que es

necesano hacer una ponderacién que determine el nivel relativo de influencia de cada uno de ellos para

lograr realizar, en tas cuatro opciones de configuraciones del chasis, una evaluacién lo mas precisa

posible. Para efectuar esta ponderacion se recurrira a una tabla comparativa (ver tabla 2.1) que permita

definir la posicién jerarquica de los parametros con el nivel de importancia expresado en puntos Se

compara uno a uno cada parametro, determinando en cada caso cual es mas importante que el otro.

a & oD ol

S «| < So 2/4 5

& 3| 8 4 KB = 5 5

3 2 3 gi < w . ° s&s oO]: &

PARAMETROS gis 3 2/8) al Ble o BUS & 5/28) 815 ° a! § E EPS] B)8) 5 |] & oe 2 c|eloige ojo Oo!) nv} & eic oe oie SPlelel]s] Ble Oo

1 & slS!lslslFfeyer Lis SlSLeER s|s 1

2I1R 5|/a|83/2\‘s}]s < Slo Lilo Sle] o > Oo] w o7 MG] Ss] > 2 | 3 als B)2|/eie al® &}a|Si/3|£/z

Costo general 30 48

Disponibilidad de partes 51 82

Facilidad de fabricacién o modificacién 44 1

Facilidad de ensamblaje 22 35

Resistencia / deformacin 58 93

- Peso del chasis 62 100

- Costo de mantenimiento o reparacién 34 | 55 ‘Versatilidad en la ubicaci6n 44 "1 _ de fas baterias

Innovacion tecnolégica 36 58

har #23 | 69 Aprovechamiento del espacio

Tabla 2 1 dos columnas de la derecha se presentan los resultados generales obtenidos.

Formato para la ponderacion de los valores relativos de los parametros de evaluacion. En las

40

Al parametro que resulta elegido de entre cada pareja analizada se le agrega un punto a su favor

Al final de la comparacién se cuentan {os puntos que cada uno acumuld y se anotan en la columna titulada

‘TOTAL’. El numero mas alto de ésta columna correspondera al valor de 100 % en fa columna que le sigue

hacia la derecha y con esta referencia se calcula el valor porcentual correspondiente para cada parametro

Diez diagramas iguates al mostrado en tabla 2.1, fueron flenados, cada uno por un participante del

proyecto, para aumentar la objetividad del procedimiento, Por motivos de espacio, estos no se incluyen en

el presente trabajo. Los valores colocados en las columnas “TOTAL” y “VALOR PORCENTUAL” de Ia

tabla anterior muestran los resultados generales obtenidos en la evaluacion

La evaluacién nos proporciona el vator relativo u orden jerarquico de los parametros tanto en forma

cualitativa como cuantitativa como se indica en la tabla 2 2. los resultados muestran que hay un empate, en

este sentido, de los parametros “Facilidad de fabricacién o modificacion’ y “versatilidad” , por lo que ambos

ocupan el cuarto lugar en importancia.

Orden de Parametro de evaluacion Total de puntos a] Valor relatrvo importancia su favor porcentual

1 Costo general 62 100

2 Disponibilidad de partes 58 93

3 Factiidad de fabricacién o modificacion 51 82

4 Facilidad de ensamblaje 44 71

4 Resistencia / deformacién 44 71

5 Peso del chasis 43 69

6 Costo de mantenimiento o reparacion 36 58

7 Versatilidad en la ubicacién de las baterias 34 55

8 Innovacién tecnolégica 30 48

\ 9 Aprovechamiento del espacio 22 36

Tabla 2.2 Resultados de la ponderacion de los parametros de evaluacién.

44

2.4. Matrices de decision

En esta seccion se evaltian en forma comparativa las cualro alternativas de configuracién del chasis El

procedimienfo es semejante al efectuado en ei punto anterior para la determinacién del orden de

importancia de los parametros Se resuelve la matriz de decisidn (tabla 2.4) evaliando en forma

cuantilaliva, para cada configuracion de chasis, el nivel de satisfaccién que se obtiene para cada

parametro

Es importante evaluar cada una de las opciones sin dejar ninguna celda vacia de la matriz. . La

escala de evaluacin es la siguiente:

Calificacion Equivalencia cualitativa Comentarios

400% Satisfaccin absoluta Objetivo satisfecho en todos sus aspecios

920% Satistaccion aceptable Objetivo satisfecho en todos sus aspectos importantes

75% Satisfaccién considerable Objetivo satisfecho en la mayoria de sus aspectos

50% Satisfaccion moderada Punto intermedio entre la salisfaccién absoluta y la nula.

. . Satisface en menos de la mitad de los y 25% Satisfaccién escasa aspectos

. a Objetivo no satisfecho en ningin o 10% Satisfaccion nula aspecto

Tabla 2.3 Escala de evaluacién para la matriz de decision

42

— Parémetro Opcién | Opcién | Opcién | Opcion

“ay ope fue |p

Costo general ; 00 | 100 | 100 | 100

“Dsponblidad de partes 90 100 100 90

“Focidad de fabricacién 0 modificacion 5 100 90 50

: Facktad de ensamblaje 30 90 100 1

| Resistencia } deformacién 50 50 90 75

Peso del chasis (se califica la ligereza) » 80 100 75

; Costo de mantenimeento 0 reparacion rs) 90 90 90

Versatidad en a ubicacién de las baterias 1% 6 90 50

revecén tecnolagica 90 100 100 7

Aprovechamiento del espacio 1» 90 100 50

Tabla 2.4 Matriz de decision para la seleccibn de la mejor configuracién del bastidor

2.5 Resultados de la evaluacion

La parte final de este proceso consiste en lo siguiente: cada calificacién olorgada al evaluar las

configuraciones de !a matnz de decision (tabla 2.4) se multiplica por el valor relativo porcentual que

corresponde a cada parametro (indicado en la tabla 2.2). El resultado de este producto es la puntuacion

parcial del chasis que corresponde a cada parametro para cada opcién de chasis (ver tabla 2.5) El

resultado final de cada configuracion es la suma de todas sus puntuaciones parciales. La mejor opcién es

fa que ha oblenido la puntuacion mas alta.

43

Opcion “A” | Opcion "B” | Opcidn “C” Opcion “D”

Sa is 2 Cc c Cc c c co c c

Parametro Sse; si] 8} s_}] 8} sa]/8)] 8s oO go oO oO Oo DB oO oO @ oO oO G0

5 2] & oS © oS & as @ Bo

sse2l2s|/2)/2s|2/2s/e2] 28 > 7 3°] « 3° o Sse | 50

Oo a. oO a oO a Oo a

Costo general 100 | 100] 40,000 | 100 | 19,000 | 12 | 40,000 | 199 | 40,000

- Disponubitdad de partes | 93 | 90 | 8.370 | 100] 9300 | 100 | 9300 | 20 | 8,370

“Facilidad de fabricacion | go | 75 100 90 50 > modficacion 6,150 8,200 7,380 4,100

Faciidad de ensamblaje| 71 {| 99 | 6.390 | 90 | 6390 | 100 | 7,100 | 75 | 5,325

, Resistencia / 71.150 50 90 75 deformacion 3,550 3,550 6,390 5,325

Peso del chasis 69 | 75 | 5475 | 90 | 6210 | 90 | 6210 | | 5,176

Coste de ‘ mantenimiento 0 58 | 75 | 4350 | 90 | 5,220 | 90 | 5,220 | 90 | 5,220 Separacion

Versatiidad en la

“ ubicacion de las 55 | 75 | 4425 | 75 | 4425 | 90 | 4950 | 50} 2,760 ‘ baterias

Innovacion tecnologica | 48 | 90 | 4,320 | 100] 4800 | 100 | 4.800 | 75 | 3,600

“ Aprovechamiento del 35 | 75 90 400 50 espacio 2,625 3,150 3,500 1,750

TOTAL [w]e 55,055 | —-- | 60,945 | ----- 64,850 | ----- 51,615

Tabla 2.5 Resultados de la matriz de decision

Los resultados obtenidos del procedimiento de evaluacién anterior se visualizan en la matriz de

decision (tabla 2.5), la cual nos indica que, en definitiva, la mejor configuracién del bastidor, para el

Yehiculo Eléctrico de Carga es la opcidn "C", ya que es la que salisface mayormente nuestras necesidades

y fequerimientos

44

2.6 Descripcién de la configuracion de la estructura

En este punto, tras haber escogide el tipo de bastidor que emplearemos y teniendo definida de antemano

!a geometria general del resto de la estructura, se realizara fa descripcion de fa configuracién global

tesultante y se dara nombre a sus subensambles y partes principales

* Largueros.- Dos elementos paralelos de perfil elevado en forma de C, de seccion constante,

construidos con famina o placa -el espesor depende de los resultados del andlisis- doblada en sus

exiremos y unidos a fos ofros elementos mediante soldadura. La dimensién vertical elevada,

proporciona una enorme capacidad de carga y distribucion mas uniforme de los esfuerzos. Estos

elementos alojan, en su espacio intermedio a las baterias, por lo que éstas quedan resguardadas

eficazmente de los impactos laterales que pudiera sufrir el vehiculo. Esta ubicaci6n de las baterias,

ademas permite el maximo aprovechamiento del espacio, por lo que el volumen de carga efectivo se

eleva mientras se mantienen compactas las dimensiones exteriores del vehiculo El acceso a los

acumuladores se tiene por la parte frontal y trasera del vehicuto.

*« Travesafios.. Siete elementos de tos cuales, cinco seran construidos con perfiles tubulares

comerciales de seccién rectangular, reforzados por componentes oblicuos que se apoyan en la parte

infenor de los largueros, y uno de perfil PTR de seccién cuadrada sobre cada uno de los dos ejes del

vehiculo.

« Puentes de ta Suspension.- Estos elementos estan constituidos por varias piezas cortadas y soldadas,

que dejan en su centro, al igual que los travesafios el espacio para los largueros y el banco de

baterias. Seran construidos con perfil estructural de secci6n cuadrada (PTR) para otorgarles la rigidez

necesaria para la estabilidad y seguridad del vehiculo. Se incluran las sujeciones de los

amortiguadores, horquillas superiores e inferiores.

* Larqueros Cortos Inferiores, Columnas Traseras y refuerzos.- Se empleara el mismo perfil tubular que

el de los costados excepto en el caso de los primeros, que necesitan un perfil mas bajo por estar cerca

del suelo y ademas para dejar espacio suficiente para las barras de torsion del sistema de suspension.

45

Tostatios superores Travesafios det tolde f Cuadro de la Cabina

(Rol-bar) Ubicasién def parabrisas

Compartmento de carga

Cahina

Travesafios de! piso

_ Columas. Traseras

Puente dela Espacio para Espacio hore para Puente de '@ Costados SUSPENSION las motores guardar objetos Suspension inferiores tracera delantera

Largueros centrales v alojamiento de jos acumulacores

Figura 2.6 Vista general de la configuracion de la estructura.

« Roll-Bar.- Este dispositivo, al que llamaremos “Cuadro de la Cabina” sirve para proteger a los pasajeros

ante una volcadura Sus elementos seran consiruides con fos mismos perfiles utilizades para los

puentes de la suspension para obtener una mayor rigidez e impedir una deformacion apreciable en la

cabina con lo que se minimiza el riesgo de lesiones mayores de los ocupantes ante tal situacién De

este subensamble se sujetan dos de los tres puntos fijos de los cinturones de seguridad.

* Costados Supenores e inferiores.- Estan construidos con perfil tubular de seccién rectangular Los

primeros, son cortados, doblados y soldados para obtener la forma requerida

46

Capitulo 3

Disefio de Detalle

3.1 Seleccion de materiales

Como se ha mencionado con anterioridad, e! objetivo principal de este trabajo es el de disefiar una

estructura que sea ecorimiica, resistente y muy facil de manufacturar en practicamente cualquier taller que

cuente con un minimo de equipo de corte y de soldadura, por lo que esta disefiada casi en su totalidad con

base en perfiles tubulares de uso comercial cortados, soldadas y en algunos casos doblados

Las cuatro opciones de material, que cumplen con este requisito, son: aluminio, acero inoxidable,

acero con bajo contenido de carbono galvanizado y acero con bajo contenido de carbono sin recubrimiento.

Por su parte, los seis factores determinantes en este caso para la seleccién, son’ el costo del material, el

costo de la manufactura, el costo por reparacion, la resistencia a la corrosién, la resistencia mecanica del

materiat y el peso. Haciendo una matriz de decision para estas opciones, y utilizando la escala de

evaluacion que se mostré en [a tabla 2 3, se tienen las siguientes resultados:

a ——— ase]

Bsle2ls8l\es|88| 3x — oa 8 8 Cow cS as

22 £2, 2s eo |] ga of e832) 88) % 5193) 88 8 Se/ce 8 O)ef2= [a

—_ a {| Aluminio 50 50 50 100 15 100

Acero inoxidable 50 90 75 {00 100 50 - | Acero galvanizado 90 $0 90 90 100 50

be —— : Acero sin recubrimiento | 100 100 400 25 100 60

Tabla31 Matriz de decision para la seleccién de materiales.

De acuerdo con fos resultados obtenidos en la matriz de decisién antenor, ta opcién que satisface

mayormente nuestras necesidades es el acero galvanizado, por fo que sera éste el material con el que

disefaremos y construiremos nuestro bastidor El tipo de acero con el que se hacen estos pertlies es el

C1020 Normalizado del |nstitulo Norteamericano del Hierro y del Acero {A |.S | = American Iron and Steel

Institute}. Sus propiedades son las siguientes:

48

Propiedad fisica — Valor

“Maxma resistencia [Su = 4.413 x 108 N/m? " Resistencia de fluencia en traccion Sy = 3.448 x 108 N/m?

"Resistencia de fluencia en cizalladura o torsi6n Sys = 2.069 x 108 Nf m2

“Limite de fatiga en flexion invertida $'n = 2.206 x 108 N/m?

“(amie de fatiga en torsion invertida S$’, = 1.324 x 108 N/m?

‘ Médulo de elasticidad en traccién o compresién E = 2.069 x 1071 N/m?

'Médulo de elasticidaden torsion ——sS—*=~*~S«~sE F931 AON

“CoeficientedePoisson——sts—<“i=i‘is‘s‘“‘“‘;‘*‘“‘;*‘s;*‘*d YD

Densdadtst=<“CSs~si‘s*”*”””””””””””CC””C*#«CdSi@ 7.86 x 108 kg fm?

Tabla 32 Propiedades fisicas del acero AIS] C1020 Normalizado.

3.2 Consideraciones para el analisis estructural

Es importante saber cuales son las consideraciones que se adoptan para el analisis de la estructura para

que se pueda estimar el nivel de incertidumbre en el calculo de su comportamiento mecanico. De esta

forma se podran visuahzar mejor las posibles areas de estudio que en al futuro permitan aportar mejoras a

fa propuesta que resulte de este trabajo y servir de antecedente para fa realizacién de nuevos proyectos de

caracter similar Las consideraciones son tas siguientes

« Para fines practicos, el material se asume como un medio continuo.

e Las propiedades de! material no varian con {a direccién en fa que se apliquen fas fuerzas ni con la

cantidad de la carga ni con los cambios de temperatura.

« Todas las cargas son aplicadas lenta y graduaimente hasta que éstas alcanzan el total de sus

magnitudes Tras alcanzar sus magnitudes totales, las cargas permanecen constantes (no varfan con

el tempo)

49

* Larelacion entre cargas y reacciones inducidas es lineal.

Todas las untones de los elementos del conjunto estructural se efectuaran mediante soldadura por

permitir esto una amplia simplificacion de su manufactura, a la vez que se disminuyen las vibraciones por

aparecer ef armaz6n como una sola pieza.

Como Ia versién del paquete computacional con el que se cuenta para el andlisis por elemento

finito permite Gnicamente la aplicacién de cargas estaticas sabre los elementos, y no cuenta con la

posibilidad de hacer simulaciones dinamicas, el andlisis se realiza utilizando cargas estaticas distribuidas y

se toma un factor de seguridad que contempla ésta situacion. Ademas se anafizan por separado solo los

elementos criticos de la estructura y no se presenta ningun analisis global de ésta debido a que la

compleydad de su geometria no puede ser analizada con el equipo de computo con que se cuenta Los

elementos que se analizados son los largueros y los travesafios que forman al bastidor basico

Para simplificar la fabricacién de ta estructura, todos los travesafios seran iguales. Los travesafios

que se encuentran sometidos a una mayor carga (los travesafios colocados entre los puentes de la

suspension, por soportar ademas ta carga del compartimento inferior) son los sometidos a andlisis por el

método del elemento finito para determinar su comportamiento mecanico con distintos espesores y

geometria. Las pruebas, para este elemento, se haran bajo flexién pura, manteniendo fijas en el espacio

las caras verticales que se encuentran en contacto can los largueros.

Los largueros son analizados con dos condiciones distintas: a flexion pura y con esfuerzos

combinados de flexién-torsién En el primer caso, se agregan Unicamente las partes de los travesafos y

de los puentes de suspensién (simplificando, para el mailado, sus perfiles con seccién cuadrada de una

pulgada) que mantienen a los largueros unidos y se fijan en el espacio los cuatro extremos inferiores que

corresponden a fos puentes de fa suspensién, En ef segundo caso se idealizan ambos largueros como si

fuera un solo tubo rectangular con el mismo espesor de pared que aquellos, todas las cargas se aplican en

forma distnbuida sobre el elemento y se mantienen fijos en el espacio dos extremos opuestos de los

puentes de la suspension, fo que simula la torsion que suffiria el vehiculo al estar apoyado Unicamente en

dos llantas opuestas entre si con respecto al centro del automovil. Tal idealizacion se justifica porque tanto

el piso para la carga, como la carroceria, el piso inferior y los refuerzos anti-torsionales en forma de cruz,

50

colocados en ambos pisos del conjunto estructural, presentan una oposicién a la torsién semejante a las

paredes superior e inferior de dicho elemento tubular rectangular.

El factor de seguridad que se empleara sera Fs = 3 en todos los analisis, sin embargo, éste sera

aplicado sobre valores distintos de esfuerzos: para la prueba de flexion pura que se emplea se aplicara al

limite de fatiga en flexidn invertida (S',); mientras que para la de esfuerzos combinados fiexién-torsién se

ubhzara al limite de fatiga en torsion invertida. El coeficiente empleado es sugerido en el libro Disefio de

Elementos de Maquinas (de Virgil Moring Faires) para las caracleristicas de aplicacion de cargas de este

analisis y la aplicacion de fa estructura. Con este coeficiente de seguridad se obtienen los siguientes

es(uerzos de calculo que se utilizan para evaluar los resultados.

Para flexin pura’ Su = (t/Fs}{S'n)

Sea = (4/3)( 2.206 x 108 N/m?) So = 7.353 x 107 N / m2

Para esfuerzos combinados: — Sec = (1/F)(S's}

Soc = (143)(1.324 x 108 N/m?)

Soo = 4.413 x 107 N/m?

Los esfuerzos que resultan de los andalisis tienen que ser inferiores al esfuerzo de calculo que

coresponde en cada caso, pero también deben de ser lo mas cercanos que se pueda a dicho valor, a fin

de no utilizar material en exceso, pues repercutiria en un aumento innecesario del peso del vehicuto.

3.3 Disefio asistido por computadora

En Ja actualidad, la computadora representa una importante hetramienta en muchas areas de la actividad

humana y sin duda las que han resultado mas beneficiadas, por otorgarles la capacidad de desarroliarse

aceleradamente, han sido la ciencia y la tecnologia. En el caso del disefio mecanico, ha llegado a tal grado

el apoyo y la simplificacion que fe proporcionan los sistemas computacionales, que seria practicamente

imposible prescindir de ellos si se pretende lograr un nivel competitive Sin embargo, en ninglin caso, la

computadora disefia por si misma, sino que proporciona una enorme simplificacion de las tareas rutinatias

51

que se deben realizar en cada disefo. Gracias a esta facilidad es posible estudiar un numero mayor de

soluciones y por tanto permite oblener un disefio mejor, mas econdmico y en menor tiempo.

En cuanto a programas de computo, existen dos requerimientos para el disefio y analisis del

comportamiento de una estructura por medio de un ordenador, uno de CAD (Disefio Asistido por

Computadora} y otro de FEM (Método del Elemento Finito), de los cuales puede uno encontrar varias

opciones en el mercado Los programas que se utllizan en esta fesis son SolidWorks y Cosmos/Works

respectvamente. Lo mas recomendable en cuanto al equipo fisico de computo (hardware) es utilizar el

mas poderoso posible principalmente para agilizar el analisis de la estructura ala hora de la solucion de las

ecuaciones diferenciales, la cual puede tardar incluso varios dias en analizar una configuracian geometrica

compticada con el equipo mas moderno

Los pasos que se siquen entre un disefto y otro son similares independientemente de la geometria

y el uso de la pieza o e! ensamble que se esté analizando. Como el disefio que nos compete en este

trabajo de investigacién es el del conjunto estructural bastidor-carroceria del Vehiculo Eléctrico de Reparto,

de aqui en adelante, se describird el modelado en sdlido de nuestro sistema estructural y la definicién

general de su geometria considerando tanto las especificaciones del vehiculo, como el andlisis por el

método del elemento finito y sus planos de fabricacion.

3.3.1 Modelado en sdlido de {a estructura.

Para el caso especifico del programa de cémputo que se emplea actualmente en el CDM (SolidWorks 99)

Este procedimiento comienza con el modelado de piezas independientes generadas a partir de croquis a

los que se les da profundidad. Posteriormente se puede hacer el ensamble de las piezas modeladas. A

continuacién se abordan estos pasos con mayor detalle.

3.3.4.1 Creacién de Croquis.

Primeramente se realiza la definicion de planos de referencia de la pieza, pudiendo emplear como punte de

partida los tres planos cartesianos (xy, yz y xz) 0 definir cualquier otro que resulte necesario, referido a los

anteriores La generacién de estos planos, sobre las que se define la geometria correspondiente de la

pieza, se puede efectuar en cualquier momento durante el disefio de la misma.

52

Antes de realizar el modelado tridimensional, se dibuja una figura en dos dimensiones, sobre el

plano seleccionado, en la que se presenta la forma de ta seccién de la pieza que se obtendria al ser

corlada por ese plano. Este dibujo podria ser, el perfil de un elemento estructural, la curva (0 conjunto de

curvas) que debe de seguir una pieza al ser doblada, uno de los lados o uno de los planos de simetria de

la preza por mencionar algunos ejemplos. La experiencia es la que permite seleccionar la ruta mas sencilla

para la obtencin de una pieza y, por tanto, la eleccion de los croquis que !a definiran.

Figura 3.1 Croquis principal de la pieza “Costado de la Cabina’.

Hay dos formas de dibujar los croquis: la primera, parte de dibujos netamente conceptuales, es

decir, sin dimensiones ni referencias geométricas definidas, que se limitan a mostrar la forma aproximada

de la seccién o de la pieza Posteriormente, a esta primera forma se le definen con precision todas sus

lineas, medidas relaciones geométricas y de posicion (lineas verticales, horizontales, paralelas,

perpendiculares, colineales, puntos coincidentes, elementos co-fadiales, tangentes, etc.) ; la segunda

53

opcidén es {a tradicional, en la que cada linea dibujada queda bien definida en su medida y posicion

fespecto a las que la anteceden o respecto al origen y a los efes coordenadas. La eleccién del método de

dibujo dependera del estilo que el disefiador prefiera para realizar su tarea.

En la figura 3.1 se muestra el croquis principal de una de las piezas de la estructura. Este dibyjo

define ta geometria que adquirira un perfil rectangular (que queda definido en otro croquis, ortogonal a esta

pagina y en posicién horizontal) al ser extruido con la opcién de seguir esta la linea como su trayectoria

FI método que se utilizé para este dibujo fue el tradicional.

3.3.4.2 Obtencién del Sdlido

4 la figura bidimensiona) descrita en el paso anterior se Je otorga profundidad, con lo que se obtiene un

cuerpo virlualmente tridimensional. Al acto de otorgarle a un dibujo plano una tercera dimensi6n, en el

ambito del CAD se Je llama “extrusion” por su semejanza con el proceso de manufactura del mismo

nombre La extrusion puede realizarse de varias formas, cnica, recta, como una superficie de revolucién o

siguiendo una curva de referencia (figura 3 2). Se pueden crear formas tubulares o macizas. También es

posible especificar, por ejemplo, una lamina de ciertas medidas, cortarla y doblarla dentro del modelo para

simular lo que ocurrira en Ja realidad

54

Figura 3.2 Extrusi6n de un perfil rectangular a lo fargo de la curva de referencia mostrada en la figura del paso anterior.

Posteriormente, para modificar el elemento basico que se ha generado, se puede seleccionar

alguna cara de fa pieza o crear un plano nuevo, que defina un nuevo dibujo y permita dar a éste

nuevamente profundidad Se le puede tanto afadir material como quitarlo con total libertad, asi, el

disefiador va “esculpiendo” la pieza que requiere con una gran cantidad de herramientas que simphfican

enormemente el proceso Lo que se obtiene es la pieza que uno ha disefiado directamente como un objeto

vartual en tres dimensiones.

3.3.1.3 Detallado de la pieza

Al elemento sdlido que resulta de la extrusion se le puede afiadir o quitar material hasta obtener la pieza

que estamos disefiando. Para lograr este cometido, se pueden hacer extrusiones sucesivas sobre las

caras del elemento o sobre planos que se asignen para hacer nuevos croquis, siguiendo el procedimiento

anterior Asimismo es posible hacer barrenos, chaflanes, filetes o hueca una superficie, entre otras

opciones, determinado los radios, angulos y espesores que queremos.

55

La mayoria de los elementos de la estructura estan hechos con perfiles tubulares de seccién

cuadrada o rectangular cortados en Jos extremios en Angulo recto. En caso de requerir un Angulo diferente

se buscan valores faciles de obtener en el taller. En muy pocos casos se hacen dobleces o barrenos a los

tubos 0 a fa lamina con la que se fabrican los larqueros. Para el caso particular de] modelado del armazén,

las dos opciones que se emplean en esta etapa son: el corte del material mediante la extrusién hueca de

un cfoquis y la conversion de un elemento sdlido a hueco con la respectiva definicién del espesor de sus

paredes.

3.3.1.4 Ensamble de los componentes

Cada pieza modelada como un sdlido queda guardada en un archivo separado. Cada subensamble que se

hara en la realidad se hace primero en forma virtual en la computadora, Jo que permite verificar su correcto

acoptamiento sin que se presenten inierferencias. Esto permite también analizar los espacios asignados

para cada uno de los otros sistemas asi como sus posibles ensambles con esa parte de estructura.

Ademas se puede realizar un andlisis por el método del elemento finito para observar el comportamiento de

sus partes al ser sometidas a fuerzas que simulen su comportamiento.

Figura 3.3 Ensamble del Conjunto Estructural Inferior

56

£1 ensamble se efectta en un archivo especial en el que se insertan todas tas plezas que lo conforman. A

cada una se le asignan todas las referencias necesarias para definir la posici6n que ocupa con respeclo a

los olros elementos.

Para el disefio se procura repelir el mayor ntimero de elementos en diferentes secciones de la estructura,

fo que reduce la cantidad de piezas distintas y simplifica su manufactura. Esta situacion redunda, en forma

andloga, en su ensamble virtual. El procedimiento de armado de la estructura esta integrado por las tres

elapas que se resumen a continuacion:

1A partir de las piezas basicas se obtienen los primeros subensambles: Travesafio, Puente de la

Suspension, Costado y Cuadro de fa Cabina.

2 Se utdlizan los componentes obtenidos en el paso anterior y se afiaden algunas otras piezas basicas

para formar los Conjuntos Estructurales Superior e Inferior.

3. Por ultimo, se unen ambos conjuntos y se les incorporan los elementos restantes. De esta forma queda

armada {a estructura.

57

Spaced +. Pare how

Sfp niaawi = MB texcow BER aS! 3B tensa] 2 *B wert ne!

Figura 3.4 Ensamble General de la Estructura.

3.3.2 Analisis por el método del elemento finito

Teniendo definida la geomeiria de la estructura o el componente, se propone un espesor de pared inicial

para hacer un primer analisis de los esfuerzos y las deformaciones que presenta ante una simulacion por

compuladora de jas cargas a las que esta expuesto en la realidad. Se hace una comparacién de los

resultados obtenidos con los que deseamos tener, asi se observa si la geometria analizada se puede

mejorar asi como si se presenta una falta un exceso de material en sus diferentes secciones. Se hacen

las modificaciones pertinentes a la geometria, se proponen nuevos espesores de pared y se welve a

efectuar el analisis. Este proceso se realiza iterativamente hasta obtener los resultados mas cercanos a los

deseados.

E1 programa de computo que se emplea en e! CDM para efectuar este tipo de analisis es Cosmos/Works 5.

Los pasos que se siguen son: definicion de! material que emplea cada pieza, especifitacion de las

58

sestricciones de movimiento, aplicacién de las cargas, mallado de la estructura que se analiza, creacion de

ta matriz de ecuaciones diferenciales, solucién de la matriz y, por Ultimo, presentacién de los resultados de

tos esfuerzos y las deformaciones en grafica. Los siguientes puntos presentan ta forma en que se procede.

3.3.2.1 Definicign del Material

Se seleccionan todos los elementos que deban ser del mismo matetial y se escoge éste de entre una lista

preestablecida por el programa. En caso de que no aparezca el material en estudio, o que las propiedades

sean distintas (debido a una diferente aleacién, tratamiento térmico 0 recubrimiento superficial) se puede

afiadir a la lista un nuevo material con las propiedades mecanicas que le correspondan. Para un ensamble

es posible asignar un material distinto para cada pieza, sin embargo toda la estructura estara construida

con el mismo material: acero AISI C1020 Normalizado, cuyas propiedades fisicas se muestran en la parte

de seleccion de materiales de este capitulo.

3.3.2.2 Restricciones y fuerzas

En esta etapa se especifican los puntos, aristas 0 superficies a los que se restringira su movimiento

durante el analisis o sabre los que se aplicaran las cargas. Las restricciones pueden ser: apayada sobre

una superficie, fija en el espacio, movimiento Gnicamente en una direccién o sobre un plano, rotacion nula,

rotacion Gnicamente sobre un eje o sobre dos ejes. En las zonas donde se apticara la carga, se especifica

una presién o una fuerza y se indica la magnitud y la direccién en la que ésta debe actuar. Las

consideraciones pueden ser distintas para cada lugar seleccionado del modelo.

En el analisis de tos travesafios, se fijan en el espacio las dos superficies verticales que se

encuentran en contacto con los largueros y se les aplican a éstos tres cargas distribuidas sobre cuatro

caras distintas, como se muestra en la figura 3.5: la primera (Fs) sobre la cara superior, con una magnitud

igual a fa parte proporcional correspondiente, debida a la capacidad de carga efectiva del vehiculo; Ja

segunda (F2) se aplica sobre fas caras superiores de los elementos inferiores de los travesafios criticos (los

tres centrales) y se debe al peso de los objetos que en esa zona se pueden colocar; y Ia tercera (Fs) sobre

ia parte central infenor del travesafio, proporcionada por las baterias que le corresponde cargar.

59

F, = Carga de 375 kg repartidos alo targo de la cara superior

du} dU UGG Caras fyat ern

yf ol —_

O2Q)F = (12) F = 50 kg distribuidos Fuere =. | 50 kg distribuldes

| | | AP de 77K a | | |

Figura 3.5 Restricciones y cargas aplicadas sobre el travesafio.

__capacidad de carga efectiva _ 1500kg _

numero de travesafios de carga 4

carga asignada al compartimento inferior central del VER _ 300 kg - ———— =100kg

humero de travesafios criticos

F,=

R= peso del banco de baterias _ _ 340 kg TTkg

nimero total de travesafios y puentes de suspension — 7

En la prueba de los largueros, con flexién, se aplican cuatro fuerzas distibuidas de magnitudes

distintas (figura 3.6): !a primera sobre las caras superiores de los travesafios de la zona de carga y del

puente de la suspensi6n trasera, con una magnitud igual a la capacidad de carga efectiva det vehiculo, Fa =

1,500 kg; !a segunda, sobre ta parte inferior interna de fos farqueros, debida al peso del banco de baterias,

F = 540 kg; la tercera sobre las superficies inferiores de los tres travesafios centrales (travesafios criticos),

F. = 300 kg: y la cuarta sobre la superficies superiores del puente de la suspensién delantera y del

travesaiio frontal, Fa = 180 kg.

60

180 kg distrinuidos sobre 1,500 ba cismibuidos sobre las caras superiores de ios travesahas

estas Carag superiores deja zona de carga y del puente de la suspension trasera

E . kg anc en estas caras 5 5 oa Patte frontal

S } 540 Kg asus sobre tos largueros 4 f

uy, e usd t

{ freon t I

1 | v

espace

| e- 510—ve~ 51) -854 min- she 854 ramn-—sle— 570 ~-e44—-- 1008 mm —~~+

Figura3.6 Restricciones y cargas aplicadas sobre ios largueros para la prueba de flexion pura.

Para fa prueba de los largueros ante esfuerzos combinados de flexién y torsion, se idealizan estos

dos elementos como si fueran un solo elemento tubular, es decir, se unen ambos perfiles en forma de C

por sus partes superiores e inferiores manteniendo el mismo espesor de pared, como se menciona en fa

parte de “Consideraciones para el analisis estructural”.

1,680 kg repartidos uniformemente sobre {a cara superior

bi ddd yTd’drsridd parte trasera 840 kg distribuidos sobre la superficie infetiar. parte frontal

pape dg yg gy yuu dy as

extreme inferiolr 2g extiemo inferior der. aha

— 4,176mm 4 Lasse

‘¢ TA3 mm le 2.308 mm -— ee = lg

Figura3.7 Restricciones y cargas aplicadas sobre los larqueros para la

prueba de esfuerzos combinados flexién-torsiOn.

Las fuerzas repartidas que se aplican en éste caso son dos: la suma de {as fuerzas aplicadas sobre !a

superficie superior (Fe) y la sumatoria de las cargas aplicadas sobre la parte inferior de los largueros (Fi).

64

F, =P, + F, =1,500 kg +180 kg = 1,680 ke

F, =F, +F, =540kg + 300 kg = 840 kg

La torsién que se aplica es la que sufre el vehiculo al ser apoyado unicamente en dos de sus llantas,

siendo éstas opuestas entre si con respecto al centro de la estructura, esto es, [os extremos inferiores

trasero-izquierdo y delantero-derecho se mantienen fijos en el espacio mientras que el resto de la

estructura tiene liberlad de movimiento en todas direcciones.

3.3.2,3 Proceso matematico

El programa efectia esta parte del analisis en forma automatica. Evalua la geometria, determina las

condiciones de frontera, efectia el mallado de la estructura, crea {a matriz de ecuaciones diferenciales,

obliene su solucién y despliega la informacion obtenida en forma grafica. Mientras se moniforea en pantalla

el avance de este proceso.

El paquete de computo contiene una geometria preestablecida de los elementos y un tamaiio sugerido

para los mismos Si asi se desea se pueden modificar estas caracteristicas para obtener resultados mas

precisos o mas burdos, esto dependera de la fineza o de !a simplicidad del mallado respectivamente.

Obviamente que a mayor precisién demandada, mayor sera el tempo requerido para obtener la solucion y

sera mas probable también que la computadora se bioquee. Sin embargo, esto mismo puede ocurnr si se

\ende hacia el polo opuesto, pues no podria concluir la generacion del mallado de [a pieza. Es por eso que

se debe de lograr un equilibrio entre ambas situaciones, lo cual en ocasiones se logra solamente después

de varios intentos faltidos.

3.3.2.4 Graficas de resultados

Los resultados del proceso matematico aparecen en la pantalla mediante el despliegue de graficas, que

proporcionan, en forma sencilla y precisa, informacién sobre los esfuerzos y las deformaciones que se

62

presentan ante las restricciones y las fuetzas aplicadas. Estos valores se muestran, mediante una escala

de colores, directamente sobre la estructura analizada y, en el caso de la grafica de deformaciones,

ademas, se pueden visualizar éstas en forma muy clara gracias a que pueden ser amplificadas por un

factor determinado por el usuario.

A continuacién se moslraran los resultados obtenidos tras el proceso iterativo aplicado a los elementos

criticos de andalisis-redisefio-analisis. Las graficas muestran las piezas que presentan un balance dptimo

entre la geometria y la cantidad de material ante su sometimiento a las pruebas mecanicas realizadas por

ef método def elemento finito. A partir de estos elementos se generan los planos de fabricacion.

Travesafios.- La ubicacidn de los esfuerzos que se presentan, tienen una distribucién adecuada, puesto

que no presenta Zonas con grandes concentraciones. El esfuerzo maximo, como se puede observar en la

figura 3 8, tiene un valor de 2.106 x 10” N/m? que es 3.5 veces menor que el esfuerzo de calculo propuesio

{Sa = 7353 x 107 N/m). En forma ideal, se podria utilizar un espesor de pared menor al ulilizado en este

analisis (calibre 20), sin embargo no seria posible encontrarlo comercialmente, pues el calibre 20 (0.91

mm} es el mas delgado que se maneja en las casas de materiales. Ademas seria sumamente dificil soldar

espesores mas delgados. Por otro lado, la deformacién maxima se presenta en fos extremos laterales y es

de 0 13 mm (figura 3 9}. Este valor es despreciable comparado con las dimensiones de !a estructura.

Larqueros.- Para analizar los resultados de los fargueros deben primero tomarse en cuanta las siguientes

observaciones: en la prueba de flexién pura se utilizan elementos externos, simplificados para el mallado,

que simulan la unin entre fos fargueros y fos travesafios. Los esfuerzos y las deformaciones presentados

en tales piezas no son tomadas en cuenta por no ser de interés para los resultados de esta prueba. La

misma situacién Se presenta con las caras superior e inferior del tubo que simula la union los largueros con

su contexto estructural en la prueba de esfuerzos combinados de flexi6n-torsiin.

En la prueba de flexién pura, los esfuerzos se distribuyen de forma relativamente balanceada El esfuerzo

maximo al usar lamina de calibre 14 (1.90 mm) es 4.6 veces menor que el esfuerzo de calculo propuesto

para este caso (Sa = 7.353 x 10’ N / m®) al presentar un valor de 1.594 x 107 Nim? (figura 3.10) y la

deformacién maxima, en su parte media, es de 0.1 mm. Estos resultados, si se tomaran en forma aistada,

mostrarian un clato exceso de material, sin embargo, al observar los resultados obtenidos del andlisis con

esfuerzos combinados de flexién con torsion, esta situacién cambia notablemente al proporcionar tos

63

siguientes datos: el esfuerzo maximo tiene una magnitud de 3.921 x 107, la cual es apenas 1.1 veces

menor que el esfuerzo de caiculo empleado para esta prueba (Soc = 4 413 x 107 N/m?) y la deformacién

maxima es de 074 mm en la zona media de los largueros. Este valor de deformacién es despreciable al

ser comparado con las dimensiones de los largueros. Ademas, en la realidad la deformacion debiera ser

menor puesto que se cuenta con elementos que refuerzan estas zonas, cuya inclusion en el analisis no ha

sido posible por la complejidad que presentan tanto su mallado como la solucin de la matriz de

ecuaciones diferenciales que se genera

En conclusion, el espesor de fa lamina de calibre 14 presenta un comportamiento adecuado en los

largueros al mostrar un buen balance entre {a cantidad de maternal y la magnitud de Jos esfuerzos

presentados.

64

POOaPLE'L S00+2P0r'% S00+8EL

7 TF

900+9690'L gooreoor 6

¢ 200+9EE1'1 L00+290¢'t 2ooraeeg

| LOPE’ 200+2901

2 200+8REE'2 dooeess? 400+8S08'2

SAIN] LOA

uN

: SHUN) ‘SSAQS

PON IDEIS

:. QZIeNG1ABN-(BSxG2) 6 LOYRSOARL,

Figura 3.8 Grdfica de esfuerzos del travesafio que resulta del proceso iterativo

de disefia y andlisis con flexian pura.

65

860-2000" S0O-8z24

‘v00-SL0") POoO2Zt

I, P00-80¥2

1} ypoo-eege

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lMawnrerdsig 2955

un * oziaog}sBq(agxs2) 6,oyesoARIL

Figura3.9 Grafica de deformaci6n de! fravesafio que resulta del proceso itérativo

66

de disefio y analisis con flexion pura.

SOO+96 LP

6 900+9z09"1 g00+eP6)'E

FF 900+888

7 900+9E8E'9

S00+8rbt's 900+8695

6 200+89b1

4b LOQ+ESL2"1 A00+85Eb', LO0+S HES

| LO0+0ESL

| L00+8E16

F

SAS UO

ZyWN SHUN,

SSOQS IPON

NES * PED

O-D ovenbe?

Figura 3.10 Grafica de los esfuerzos en fos largueros, que resulta del proceso iterativo de disefio y analisis con flexion pura.

67

S£0°9000 |

S002 OL

900-bE0 s00etgo' g00rsggo" S00-8p80

S S00-F101'9 SOO

EL S00-89E4'8 soc-aesy'6 vOO-LLOL

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+ i

y00-80z2'L

$3un

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quewere|dsiq seg“

P}R9 9-9

o7eNGIe}

que resulta del procese iterative Grafica de la deformaciin en los largueros, Figura 3.11 de disefio y andlisis con flexion pura.

68

0830

8008

AGO7

E+00

7

“9 B3

B3E+

007

6515

9640

07

6,2936E+007

9.92126+007

° 62

6864

007

3146E+007

i 02946+005

Von

Mises

t

Tubo

larguero-1

.' St

atic

No

dal

Stre

ss

Units

* Winv'2

Figura3 12 Gréfica de los esfuerzos en los largueros, que resulta del proceso iterative de disefio y analisis, Prueba con esfuerzos combinados de flexion y torsion. Vista en isométrico.

69

Von

Mise

s

+ St

atic

Nodal

Stress

Tubo

larguero-1

Units. Nim*2

Figura 3.13

1.08

30E+

008

49 16

07E+

007

7.83

83E-

007

6.8159E007

15 2936E+007

$3.9212E+007

:2.8288E+007

4,31

46E+

007

1.0294+005

| |

Grdfiea de los esfuerzos en los largueros, que resulta del proceso iterativo de disefio y analisis. Prueba con esfuerzos combinados de flexidn y torsion, Vista en isométrico.

70

8 Ssssesea8 8SSe¢58SS8 58 8 8 rn woo ob wo ob o 8 ZSAasgs g 3

a 8 s§se3s 3 x & SN eases 5 = Sef ant a

EES eae Ral

Stat

e Displacement

Tubo

larg

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o-4

~ Units

.m

Figura 3.14 Grafica de deformaciones en los largueros, que resulta def proceso iterativo de disefto y andlisis, Prueba con esfuerzos combinados de flexi6n y torsidn. Vista en isométrico.

ra

S®ssgssee3e28 eoe8oo 9 5 6 Beebe ge ged

a mS Ww wD =_ o

PREERRS SERS BRETRR esas Lae en iy

Stat

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Tubo la

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.,

Units

m

Figura 3.15 Grafica de deformaciones en los !arqueros, que resulta del proceso iterativo de disefio y analisis. Prueba con esfuerzos combinados de flexidn y torsion. Vista en isometrico,

72

3.4 Caracteristicas fisicas de la estructura,

Los resultados obtenidos en el analisis sugieren que fos fravesafios se fabriquen con perfiles tubulares de 2

x ty de 1x 1 pulgadas del espesor comercial mas delgado, que es el de calibre 20 (0.91 mm) Todos tos

perfiles del sistema estructural se fabricaran con el mismo matesial y los_mismos espesores (por estar

sometidas a esfuerzos menores), a excepcion de los puentes de la suspensidn, el roll-bar y los largueros

Ademas, de acuerdo con la seteccion de material efectuada en el tercer capitulo, el material a emplear sera

acero AIS! C1020 recubierto por el método de galvanizado (Zintro). El material con el calibre mencionado,

a pesar de encontrase en cataélogos de grandes ferreterlas (Catalogo de Casa Ortiz 1998) resulta muy

dificd de conseguir en la practica. Por fal motivo se tiene la opcién de fabricar estos elementos con los

mismos perfiles pero del calibre que le sigue en espesor, es decir, con calibre 18 (1.21 mm).

Propiedad Calibre 20 = Calibre 18

Peso 143 kg 161 Kg

Volurnen de material | 0,0203 m3 | 0.0233 m3

Area superficial 317,007 cm? L_ 316,28 1cm2

Centro de gravedad de la estructura * ean % “fl own (punto “E” de {a figura 3.16} z, -Omm 5 =Omm

— = 2

Centro de gravedad del vehiculo al ser cargado a ae ‘ mm toda su capacidad (punto “V’, figura 3.16) ae Omi 7 =0mm

__. ¥ yo

Oistnbucién porcentual del peso de la estructura

_. ___ leje delantero / eje trasero) 3271 F 67.29 32.84 1 67.16

” Oistribucion porcentuat del peso del vehiculo con 44.86 | 58.34 44.58 | 58.42 _catga completa (ee delantero / eje trasero)

Tabla 3.3 Caracteristicas fisicas de Ja estructura.

El paquete de cdmputo empleado para el modelado indica que ‘as caracteristicas fisicas del armazon

resuitantes, en cada caso, son Jas que se exponen en la tabla 3.3, cuyos datos para la ubicacién del centro

de masa de! vehiculo con carga y sin carga se muestran en la figura 3.16. Como ambos calibres de

matesial proporcionan coordenadas muy similares, en {a ilustracion solo se observa el desplazamiento del

centro de gravedad hacia la parte trasera del vehiculo al ser éste cargado a su maxima capacidad.

73

Vv

: [| ae .

Xe Xy x

Figura 3.16 Distribucién del peso, sobre los ejes de las lfantas, para la estructura aislada (punto E} y para ef vehiculo cargado a su maxima capacidad (punto V).

Los valores obtenidos satisfacen tas restricciones que se piden con respecto a las caracteristicas fisicas: el

peso, en ambos casos, es inferior al imite de 180 kg, marcado como maximo (20% menor con calibre 20 y

10% menor con calibre 18); y la porcién del peso total del vehiculo que carga el eje trasero, también en

ambos casos, queda dentro del rango especificado dei (60+ 5) % al estar este cargado a su maxima

capacidad

3.4 Obtencién de los planos de fabricacién, ensamble y conjunto.

Los planes de fabricacion y ensamble de la estructura se realizan a partir de los elementos sdlidos creados

asi como de los acoplamientos realizados virlualmente en ta computadora. Simplemente se insertan las

vistas de {a pieza en e! marco de! dibujo y se escoge Ja escala adecuada al tamajio de fa hoja. Se pueden

agregar o eliminar vistas y poner ampliaciones de las zonas a jas que es necesario ver el detalle

faciimente. Posteriormente se colocan las tineas de centros, acotaciones, identificadores de las piezas,

anotaciones del tipo de union y todos los elementos de dibujo que otorguen claridad a la interpretacion del

plano

74

v

mass, ee ee

Figura 3.17 Elaboracién de los planos de fabricacion.

La cantidad de planos de la estructura del VER es grande y en ocasiones, excede por mucho, ef

tamafio de las paginas de ésta tesis. Esta situaci6n dificulta fa inclusién de los planos en su escala original,

por lo que en el apéndice Gnicamente se muestran reducciones. Todos tos originales pueden ser

consuitados en ef Centro de Disefio y Manufactura. La elaboracién de éstos se basa en Ja Normas de

Dibuyjo de ta Organizacién Internacional de Estandares, mas conocida por sus siglas en inglés 1SO, que

utiliza la escala métrica, como base para sus acotaciones.

La mayoria de las piezas elementales requieren corfes muy sencillos de fos tubos, siendo la

mayoria con ngulos rectos, lo que simplifica la construccién de los subensambles y de la estructura

general. La unién de todas las piezas se efectla con soldadura del tipo MIG, que emplea gas argon para

evitar 1a oxidacion mientras que un electrodo fundente efectia el cierre del circuito eléctrico al mismo

tiempo que aporta material para realizar el acoplamiento permanente de los elementos involucrados.

75

Conclusiones

Al observar los resultados finales de la estructura generada, obtenidos tras el ciclo iterativo de disefio y

anabsis asiskdos por computadora, se concluye que este armazon, cuyos planos de fabricacion y ensamble

se muestran en los apéndices, ha logrado cumplir completamente con los objetivos establecidos al

comienzo de este trabajo de investigacién, satisfaciendo todas las especificaciones y restricciones

generadas por el equipo de trabajo para el primer prototipo del Vehiculo Eléctrico de Reparto.

Se ha demostrado que efectivamente es posible construir la estructura del primer prototipo del

Vehicuto Eléctrico de Reparto empleando Unicamente elementos comerciales, el equipo y herramental del

Centro de Disefio y Manufactura.

Mediante ei método del analisis por elemento finito se ha comprobado que los elementos

principales de la estructura, en condiciones normales de uso, estan somelidos a esfuerzos que quedan

dentro de un rango que permite al material permanecer dentro de la region elastica asi como minimizar e!

fiesgo de falla mecanica, puesto que todos los resultados de esfuerzos son inferiores a los esfuerzos de

caiculo

El conyunto estructural propuesto mantiene integramente la configuracién, la geometria y todas tas

dimensiones de la carroceria de fibra de vidrio disefiada por el D.|. Alberto Villareal Bello, misma que en la

etapa de fabsicacian del vehiculo sera montada sobre la primera y dara la apariencia exterior del

automovit

Cabe recordar que la construccion de la estructura propuesta es conveniente solamente a nivel

de prototipo pues si se deseara realizar una produccién a gran escala, tanto el tiempo requerido para su

manufactura como sus costos de manufactura seguramente resultarian poco competitivos. Cabe

mencionar que la fabricacion def armazon que se expone en esta tesis tiene la enorme ventaja de no

requerir una inversion extra en equipo y herramental sino que utiliza aquellos con fos que cuentan los

Talleres de Ingenieria Mecanica y el Centro de Disefio y Manufactura de la Facultad de Ingenieria.

76

Los unicos elementos que seria necesario afadir a la lista de equipo def taller son juego de

escuadras con transportador de precisién. nivel de burbuja y varias pinzas de prestén especiales para la

sujecion de los elementos a la hora de soldar Los procedimientos que serian recomendables encomendar

a talleres especializados son, tanto el corte y los dobleces de los largueros, como la curvatura de los dos

elementos lubulares frontales de la cabina

Actualmente el proyecto del VER se encuentra en su etapa de manufactura La estructura del

vehiculo ef sistema de suspensién y la direccién delantera han sido construidos y ensamblados. Se les

han aplicado pruebas de funcionamiento y todos han respondido satisfactorramente La fabricacién de los

moldes de la carroceria, defensas y tablero de instrumentos esta por comenzar. Los sistemas de _tracci6n,

frenos y eléctrico estan por ser incorporados a la unidad Se tiene contemplade que el prototipo quedara

completamente listo a principios del afio 2001.

Los participantes de este proyecto, mencionadas en orden alfabético son:

Ss. Abraham Vega Cedillo

Sr Alberto Ata Romero

D1. Alberto Villareal Bello

‘ng Alejandro Flores Calderon

Srita. Andrea Muftoz Gasca

ing. Angel Mufioz Vazquez

DI Angel Rodriguez Vargas

141 Antonio Zepeda Sanchez

Sr Armando Sanchez Guzman

Sr Arturo E. Menchaca Lobato

Sr Bernardo Ortega Torres

Sr David Anas Audifred

Sr David Hernandez Morfin

Sr Delfino Toledo Gonzalez

Sr Enrique Castrejon Rodriguez

Sr Francisco Padilla Hernandez

ing. German Carmona Paredes

Ing. Glendy Hernandez Gomez

Ing. Gustavo Olivares Guajardo

Srita. irene Herrera Chi

Sr Isaac Bafios Cervantes

Sr Julio Cesar Diaz Chavira

Ing. Magdalena Trupllo Barragan

Dr. Marcelo Lopez Parra

Srita. Marlene Saloma Morales

Sr. Manuel Serrania Soto

Srita. Mariana Contreras Baeza

Ing Mariano Garcia del Gallego

Sr. Pedro Quintero de Jesus

Or Rafael Carmona Paredes

Sr Ricardo Mejia Mora

Dr. Saul Santillan Gubérrez

a

78

ESTA TESIS NO SALE DE LA BIBLIOTECA

Bibliografia

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80

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1440

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4 25.40 . ‘

B01 13. [Perfil Comercial 2 x 1 pulg Acero 1020 galv. cal 20

No.| Cant. Descripcién Observaciones

PROYECTO: Vehiculo Eléctrico de Carga | Escala 1:10

TITULO: —Travesafio Simple Superior | 6) —--c—}-

Disefio; AEML | Dibujé: AEML| Proyecto | Acolacionas i.

= PAPIIT No: Fecha :2anoves| Revis6: MGG] 1x14 47398 | Plano: BPFO1

1440

+1

25.4

0 QO

25,40 > ‘

B02 5 |Perfil Comercial 1 x 1 pulg Acero 1020 galv. cal 20;

No.| Cant. Descripcién Observaciones

PROYECTO : Vehiculo Eléctrico de Carga} Escala 1:10

TITULO: Travesaiio Simple Inferior @--

Disefié: AEML | Dibujé: AEML | Proyecto Acotaci nas : PAPIITN mm fpu igadas)

O:

Fecha :29NOVI99| Revisé: AZ, MG] IN117398 | Plano : BPF02

50.80

Fe

a 521 +4

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.

BO3 10 Perfil Comercial 2 x 1 pulg Acero 1020 galv. cal 20

No. Cant. Descripcién Observaciones

PROYECTO : Vehfculo Eléctrico de Carga Escala 1:5

TITULO : Refuerzo Travesafio Qt

Disefié: AEML | Dibujé: AEML Proyacto Fecha :2anovag| Revisé: MGG

PAPHT No: IN4117398

Acotaciones : mm_ (pulgadas) Plano: BPFO3

335

+1

5.40

25,40 Pot

B04} 20 [Perfil Comercial 1x 1 pulg Acero 1020 galv. cal 20

Observaciones

No.| Cant. Descripcién

PROYECTO : Vehfculo Eléctrico de Carga | Escala 1:2.5

TITULO: Columna del Travesatio 6) - 4}

i 5 ibujé: Acotaciones : Disefié: AEML | Dibujé: AEML eee Ro: mm. (pulgadas)

Fecha :2anwoviss) Revis6: MGG! ia:44739g | Plano: BPFO4

658

+1

25.40

Ln

B05| 4 [Perfil Comercial 1x 1 pulg Acero 1020 galv. cal 20

No.| Cant. Descripcién Observaciones

PROYECTO: Vehiculo Eléctrico de Carga} Escala 1:5

TITULO: Larguero Corto Inferior --- i qi ibujé: Acotaciones : Disefié: AEML | Dibujé: AEML | Proyecto mm (pulgadas)

boys Toanowwal osc a? tug] PAPIT No: Fecha :29/NOV/99 | Revisé: AZ, MG] 1N 147398 |Plano: BPFO5

BOG} 2

2354 #1

760 +1

50.80

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700

+1

25.40

No.| Cant.

Perfil Comercial 2 x 1 pulg Acero 1020 galv. cal 20

Descripclén Observaciones

PROYECTO : Vehfculo Eléctrico de Carga Escala 1:25

TITULO: Larguero Superior - ~ +

Disefié: AEML Dibujé: AEML | Proyecto Acotaciones :

Fecha :2a/NOvi99 mm_(pulgadas)

Revisé: MGG| DAPIT No IN117398 |Plano: BPFO6

310021

369 +1

BO7| 2 [Perfil Comercial 2x 1 pulg Acero 1020 galv. cal 20

Observaciones

No.| Cant. Descripclén

PROYECTO: Vehiculo Eléctrico de Carga | Escala 1:10

TITULO: Costado Inferior -~)--+=}+ i . ibuié: Acotaciones : Disefié: AEML | Dibuj6: AEML Proyecto {mm (pulgadas)

Fecha :29N0vws9! Revisé6: MGG 1N117398 Plano: BPFO7

1511

+1

| on

=

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50.80

Bos] 2 |Perfil Comercial 2x1 pulg Acero 1020 galv. cal 20

No. | Cant. Descripcién Observaciones

PROYECTO : Vehiculo Eléctrico de Carga; Escala 1:10

TITULO: Columna Trasera by —--}-

Disefié: AEML | Dibujé: AEML | Proyecto Acotaciones “i

PAPIIT No:|—2™_(oulgadas) IN117398 |Plano: BPFO8

Fecha :29/NOVI99) Revisé: AZ, MG 1.

oo 7

&

eB Ca

Se

25.40

Bool 6 Perfil Comercial 2 x 1 pulg Acero 1020 galv, cal 20

No.}| Cant, Descripcién Observaciones

PROYECTO : Vehfculo Eléctrico de Carga | Escala 1:5

TITULO: Refuerzo de la Cabina 6) --}

i . ibulé: Acotaciones : Disefié: AEML | Dibulo: AEML OST Not mm_(pulgadas) plod Bee

Fecha :2anowea] Revisé: MGG] int 4739 [Plano: BPFO | #XSharO

1440

+1

Bio} 1 Perfil Comercial 2 x 2 pulg Acero 1020 galv. cal 14]

No.| Cant. Descripcién Observaciones

PROYECTO : Vehiculo Eléctrico da Carga} Escala 14:10

TITULO: Travesafio Superior dela Cabinal —€

- - Dibuio: Acotaciones : Disefié: AEML j6: AEML Oe ho: mm_(pulgadas)

IN117398 |Plano: BPF10

Fecha :2aNnovie9| Revisé: MGG

g

— | 50

|e: 3835 +4

B11] 2 Lamina de Acero 1020 galv. cal. 14

No. | Cant. Descripcién Observaciones

PROYECTO: Vehiculo Eléctrico de Carga | Escala 1:25

TITULO: Larguero G +)-- =}-

Disefié: AEML | Dibujé: AEML | Proyecto Acotacionas tas

Fecha :zamovie| Revisé: MGG |TATITLNO' piano: BPF11

4100

+1

50.80

Yo

t 0

B12 2 Perfil Comercial 2 x 2 pulg Acero 1020 galv. cal 20

No.| Cant. Descripcién Observaciones

PROYECTO : Vehiculo Eléctrico de Carga| Escala 1:10

TITULO: Columna de la Cabina +6)-- +

i : Dibujé: Acotaciones : Disefié: AEML ibujd: AEML Proyecto mm. (pulgadas)

IN117398 |Plano: BPF12

Fecha :29Nnovies| Revisé: MGG

335

+1

50.80

101.60 {-<ett ——-—————ieo-|

B13} 4 — |Perfil Comercial 4 x 2 pulg Acero 1020 galv. cal 14

No, | Cant. Descripoién Observaciones

PROYECTO : Vehiculo Eléctrice de Carga Escala 1:2.5

TITULO: Coijumna del Puente de fa Susp. t+

Disefié: AEML | Dibujé: AEML Proyecto

Fecha :2za/Novisa! Revisé: MGG PAPIIT No: IN117398

Acotaciones : mm_(pulgadas) Plano: BPF13

| @23.01

8 2

6944 a 3

50.80 —>

B14 4 |Perfil Comercial 4 x 2 pulg Acero 1020 galv. cal 14

No.| Cant. Descripcién Observaciones

PROYECTO: Vehiculo Eléctrico de Carga | Escala 1:2.5

TITULO: Soporte del Amortiguador -@)- - +

Disefé: AEML | Dibujé: AEML Acotaciones :

se Hor A PADIT No: mm_(pulgadas)

Fecha :29Novies| Revisé: MGG

IN147398 |Plano: BFP14

1440

+1

50.80

> q ——0.80

>

Bi5 2 |Perfil Comercial 2 x 2 pulg Acero 1020 galv. cal 14)

No.| Cant. Descripcién Observaciones

PROYECTO: Vehiculo Eléctrico de Carga | Escala 1:10

TITULO: Travesafio Largo del P. de la Susp. -@- +

i : ibujé: Acotaciones : Disefié: AEML | Dibujé: AEML| Proyecto farm (pulgadas)

- PAPIIT No: Fecha :29Novi9| Revisé: MGG } iaq44739g |Plano: BPF15

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25.40

R 2

50.80 >

B16); 4 Perfil Comercial 3 x 2" Acero 1020 galv. 4/8"

No.) Cant. Descripcién Observaciones PROYECTO : Vehiculo Eléctrico de Carga | Escala 1:2.5

TITULO: Base de fa Horquilla Superior 6)---}

ised: AEML | Dibujo: Acotaciones :

Disef He: AEML OT ho: mm _(pulgadas)

Fecha :29novisa) Revis6: MGG | 111447398 |Plano: BPF16

76.20

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50.80 ee 38 pq —

Bi7} 2 Perfil Comercial 3 x 2" Acero 1020 gaiv. 1/8"

No.| Cant. Descripcién Observaciones

PROYECTO: Vehiculo Eléctrico de Carga] Escala 1:5

TITULO: — Travesafio Corto def Puente ~@---]-

‘ . ibujd: Acotaciones : Disefié: AEML | Dibujé: AEML Proyecto {mm (oulgadas)

Fecha :29Nov9| Revisé: MGG| 1N447398 |Plano: BPF17

338

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1600 +4

B18] 2 Lamina, ancho 1.65 m Acera 1020 galv. cai 20

No.| Cant. Descripcién Observaciones PROYECTO : Vehfculo Eléctrico de Carga| Escala 1:20

TITULO : Alma de la Defensa -)-- +=}. - - ate. Acotaciones : Disefié: AEML | Dibujé: AEML Proyecto | ‘mm. (pulgadas) |

Fecha :zamovia| Revisé: MGG| yy447393 |Plano: + BPF18

406 51 (2)

R

B01 43 |Parfil Comercial 2x 1 pulg Acero 1020 galv. cal 20;

No.| Cant. Descripcién Observaciones

PROYECTO: Vehiculo Eléctrica de Carga Escala 1:4

TITULO: Refuerzo Corto del Piso +6) - 1

Disefié: AEML | Dibujé: AEML| Proyecto | Acolaciones : . PAPIIT Na:

Fecha :2aNovis| Revisé: MGG | x117398 | Plano: BPF19 ERAT

+ 2

ee | Ea

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BO1 43 {Perfil Comercial 2x 1 pulg Acero 1020 galv. cal 20

No.| Cant. Descripcién Observaciones

PROYECTO : VehlIculo Eléctrico de Carga| Escala 1:4

TITULO: Refuerzo Mediano del Piso ~---}+

Disefié: AEML | Dibuj6: AEML | Proyecto Acotaciones :

PAPIIT No:}—™™(eulaadas) Fecha :zanows9) Revisé: MGG | 1nj447393 | Plano: BPF20

51 (2)

408

B21 43. |Perfil Comercial 2 x 4 pulg Acero 1020 galv. cal 20

No.| Cant. Descripci6n Observaciones PROYECTO : Vehiculo Eléctrico de Carga| Escala 1:4

TITULO: Refuerzo Large del Piso by}

i . ibujd: Acotaciones : Disefié: AEML | Dibujé: AEML| Proyecto an (puligadas)

7 PAPIIT No: Fecha :2aNovies] Revisé: MGG) 1n1447399 | Plano: BPF21

L_

51 (2)

578

404

Bot 13 |Perfil Comercial 2x 1 pulg Acero 1020 galv. cal 20

No.} Cant. Descripcién Observaciones PROYECTO : Vehfculo Eléctrico de Carga| Escala 1:6

TITULO: Refuerzo de! Piso de la Cabina 6) -}

Disefié: AEML | Dibuj6: AEML | Proyecto Acotaciones : mm_(pulgadas)

7 PAPIIT No: Fecha :2aNoviea| Revisé: MGG | 1y447398 | Plano: BPF22

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Detalle A (vista frontal) Detatla A (vista superior)

Detalie A (vista lateral deracha)

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Detalle B (vista Inferior) Detalie A (vista inferior)

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“Trrvesatio Simple Superior

‘Sckdedo con procesa MIG

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Retuscm Largo del Piso Refuerm Mediano del Fan

Reruerzo Corto det Piao

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BUIGED e| OP OSid [ap OZIaNjay (Z)

/~ — BuIged e| 8p oZIaNjaH (Z)

Jouadng ajdwig ouesanes) (7)

Jouadng ajduig ouesaaely (|) Buiged e| ap Joadng ouesaael) (1)

Jouedng jeunjonysy ojunfueg (|) < eulged ey ep opens (1) Buiged 2] ap oz1aTyay (p}

euiged e| ap euwnjo (Z)

Byaiduio9 Biase] EULUNIOD 8 opeyso JOUaJU] OPeISOD (2

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{ 9 ovanbieq (z)

4OUaUY WON osanBe7 (p)

(2) Jouedns ejjinbloy e] ap aseg

in, dsng e ap g jap ose) oyesaaey! (2 JOMasU) eaNjon.ysq oyuNfuog (1) uolsuadsns e] ap azuand (2) mofo ouny oh ued ®

dsng e] 9p g Jap euUNjOD

OYRSOAL) [BP EUUIN|OD (QZ)

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5 2 Kine, Fae a soRstna a so ha | ae wate ese = DBA TEP I8U8D FISIA OWL eee wis0s | eb1eD op comer OMAINEA OADSACUE

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SaUNUWOd SPU SOJa9e So] ap SBI}UBDaW Sapepaldold g'¥

TABLA AT 7 PROPIEDADES TIPICAS DE MATERIALES

(Véanse también Abacos para Cl040, 3140, 4340; y tablas AT 8-A¥ 10, inctusives.)

Pura todos los aceros forjados: Miédulo de elasticidad én traccién o compresién, E = 2109000 kg/em’ (0 bien

30 X 10° psi). (Para hierro dulce, E= 1968-000 kg/em’, .o bien 28 X 10° psi.) 808 500 kg/cm* (o bien. 11,5 X 10°

o bien 10 X io* psi.) Cetaatladure) esti comprendida frecuentemente

Limite dé fatiga dé 1 tabla AT 10. :

J] RESISTENCIA: |ALARGA- REDUC ‘ 5

MATERIAL ESTADO! RESISTENCIA — Bi: FLUENCIA MIENTO ci6n | NDB

N> AIST ©): | ey gtd) fos By ce Anta (pun):

kefém? ksi |kgfem! ksi. |kg/em® -ksi.|(2-p °

Hierro dulce | Laminado simple 3 374(a)48(a)| 2531' 36. a TSMaY25E0) ; 35

Acero forjado ‘ poo 5 CLO) .Bstirada. | en fi 37

C1lOLS{k} Bstirado“s 63

C1020 Laminado 59 C1020 Normatizado 69 C1020 Recocido 66 C1O2(K) Estirado en 59 C1022 Laminado simp! 67 C1030 Laminado simple: 56 C1035 Laminado simple - SB Cin4s Laminado simple . 45 C109S Normalizado 16

BLit3Ck) Acabado en Frid! 40

Bist3 Laminado simpte 40

CHB Laminado éimplé ~ 70 CLtl8{k) Estirado en frio ~ 3 ] s7

Cilaa OQT 1000 (5387 CG) ws * 33 | 5835" 46 1340 OQT 1200 (649°C).| 79457115 - | 6,468 61 13B45, OQT 800 (427° C) [13147 187° | 984 140 12 303 56

2317(2) OQT 1000 (538" Cc) ft 7451 106 5554 79 '|'4991 72 220

2340(e) C 9632 137 | 7241 103 | 8437 60 | 285 3150 OQT. 10616 151 .| 7945 113 1.9140 54 300 3250(c) QT 1 ‘t 6 8577 (122. [10° 264." 52 340 4063 OQT ‘9491 135. 1 zag: 43 375. 4130 wor f BP sors’ 114 62 | 260: 4130(e) Estirada en’ f 238i 105 16 45 248: 4340(c) Estirada en {rio 7" 7381 105 1s 45 248

4640(c) OQT 1000 (538° C) }10 9140 130 19 56 310

5140(c) OQT'1000 (538° Cy IT y 8999 128 | 19 55 | 300 S140(c) Estirado en fria 5554 79 | 6187 88 18 52 212 8630 Estirado en frio 10 % 6046 86 | 7030 100 | 22 53 | 222 8640 OQT 1000 (538° C} 8437 120 110546 150 16 55 330 8760 OQT 800 (427° C) 11,600 165 [14068 200 12 43 429

9255 OQT 1000 (538° C) 9491 135 |11249 160 15 32 352 9440 GQT 1000 (538° C) 7T4al1 104 | 949) 135 18 61 311

9850 OQT 1100 (593° C) 949} 135 [11108 158 15 48 360

“sopeajdwia sajelojeluod sajeliayewi Soy ap oBoyejeg Jy

Perfil PTR ESTRUCTURAL

USOS MULTIPLES:

+ Postes de carga

« Marcos de barandales

+ Estructura para techos

+ Travesafios y escaleras

Casa Ortiz erreteria

TABLA DE ESPECIFICACIONES _

Medida , Color Espesor

Pulgadas -Milimetros. « ‘Identif. | putg, Kg/m

4x4 25x25 | Verde | 392 | 2.38 | 1.700 | : ' Rojo | 78 1 3.18} 2.400}

Blanco | 3/92 | 2.38 | 3.000! i W2x1V2 38x38 , Verde | V8 3.18 | 3.300. ' Rojo | 5/32 | 3.97 1 3.900

| Blanco } 3/92 | 2:38 | 4,000 | 51x51 | Verde | 1/8. | S:18-} 4.600

| ° : Rojo | 5/32 | 3.97 | 5500 “Blanco! 1/8 3.18 | 5.900;

'21/2x212: 64x64 Verde | 5/32 3.97 + 6800" Rojo 316 4.76 ' 8.400!

i Blanco} 1/8 | 3.18 | 5.900 | 3x2 | 76x51 | Verde | 5/32 |.3.97 | 6.500 : | Rojo | 9/16. | 4.76 | 8.400

_ Blanco! 1/8 | 3.18 | 7.200 ‘3x3 76x76 | Verde | 5/32 3.97 8.700!

1 Rojo ) 3/16 | 4.76 ; 10.200 | : : Blanco | 1/8 | 8.18 | 8.400 ‘312x312, 89x89 | Verde | 5/82.) 3.97 | 10.200

i Rojo | 3/16 | 4.76 | 12.100 Blanco: 18 , 3.18 ' 7200

! 4x2 102x51 | Verde ; 5/32 | 3.97 | 8,700; ‘ Rojo | 3/16 | 4.76 | 10.200 '

\ Blanco | 1/8 | 3.18 | 8.400 4x3 | 102x76 | Verde | 5/32 } 3.97 | 10.200 : i Rojo | 36 | 4.76 | 12,100

i / Blanco! 1/8 | 3.18 | 9.700 1 4x4 | 102x102 | Verde | 5/82 | 3.97 | 11.900 | | : Rojo | 3/16 1 4.76 | 14.100 | 71.400

84.600

El perfil PTR se vende en tramos de 6.00 mo también cortado a 3.00 m unicamente. Verifique las medidas de! material que

deje a corte. Evite desperdicios y gastos innecesarios.

Lamina Lisa NEGRA Y GALVANIZADA

ROLADO EN FRIO (R.F.)

O.91x1.82 | 0.91x2.44 , 0.91x3.05 1.22x2.44 “ 22x3.05 Cahbre Espesor Peso (3 x6) (2x8) (3x10); (4°x 8) “(4x 10’) -

mm. — kg/m? kg/m? KgJhoja | Kg./noja + Kg/hoja Kg/hoja _ Kg./noja i

| L . ,

10; 3.42 | 27.041 | 45,925 61.234 | 76.542 | 81.600. | 102.000 | 12} 266 | 21.967 | 35.721 | 47.628 | 50.536 | 63: 79.400 | 14 4.90 | 45.262 | 28.518 | 34.000 | 42.525 56.700 ; 16 1.52 ‘12.210 20.412 | 27.216 , 34.020 ‘48.400 181.21 9.768 16.330 | 21.773 . 27.216 | 29.000 , 36.300 | 20 { ost 7.328 12.247 | 46.330 | 20.412 | 21.700 , 27.200 | 22 | 076 |} 6.105 | to:206 | 13.608 | 47,010" | 18.200 ; 22,700 |

24 os . 4884 | ates | 10.886 | 19.808.|°14.500 | 18.200 | 26. 045 | 3.663 | 6124 | 8165 | 10.206 | 10.900 | 13.700 |

28 0.38 3.082 5.103 6.804 ' 8.505 i : 30 0.30 2.442 4.082 | 5.443 6.804

SE MAQUILA LAMINA EN CORTES RECTOS Y ESPECIALES CON PANTOGRAFO.

NOTA. Del calibre 10 al calibre 30 se denomina lamina lisa rolada en frio (cold-roil) y se fabrica tanto

an acabado negro (natural) como en galvanizado.

USOS: Se utiliza tanto en ta industria de la construccién para cimentacion, herreria, aire

acendicronado, etc. como en la industria automotriz y en general para todo tipo de trabajo en acero.

INFORMES 5683-33-03 5638-33-09 95 Y VENTAS 5638-33-28 563-33-34

FAX: 611-19-75 Casa Ortiz

ZC-100 Cal Kgém

Este cuadrado tiene 2 e303 uss muy variados *

como astiuicilras do i ‘ muebles y herreria.

Casa Ortiz postes ligeros, rejas Ferreteria de proteccion, etc.

cal Kgem—SSCS~SCS™S”S™S:CSS*S:CCP 14010 ze-125 cal Kgém 20 8.400

como. rel o guia, usos muy variados colocéndolo en fa | como estluchitas de

| 1 7 200 Este perfil se ubliza Este cuadrado tiene 148 7.200 |

parte superior de fos muedles y herreria,

parte superior de fos. muebles y hereria, porio-nes, rejas, can- postes medianos y

porto-nes, rejas, can- postes ligeros, rejas geles, etc., ara que ; de proteccidn, etc. | Stos ener | i

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colocdndolo en la | como estuctiras de

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desiza- miento. \

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20 2400 Este cuadrado se Este cuadrado tiene [18 11.400 : 3000 usa para estructuras , usos muy variados |16 14.400 :

figeras de muebles, como estructuras de : decoracin y disefios - muebles y henerla, |

arquitectonitos high- | postes medianos y | tech. ; fejas de proteccién. !

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Cal Kgém | 20-075 ze-260 [Cal Kgém — : : i ' 20 2m | Este cuadrado se . Este cuadrado se utr i Teme

~ usa en estructuras ; liza en marcos de [44 25509 desarmables para fejas, esimictusas pe- < " ' puestos ambulantes = saias, stes de , y disefios arquitecté- , carga ererla en

nicos. + general.

“49: men 6 men

1 94 En esta secci6n de Tubular Zintro Galvanizado el tamafio de fas ilustraciones no es el real, esta a una escala menor para efectos de presentacién. Para apreciar la dimensi6n real a escala 1:1 refiérase a ja seccién del tubular Prolamsa.

Casa Ortiz Forreteria

Zintro PERFIL

cal Kgem al Kym al Kon TUBULAR 20 3500 20 4.200 ' 20 5.400” 1B 4200 18 6000 1 + 18 7.200

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zR-100 T | | ' 1 } yf 48mm

einen | pm 1 . |ZRA125 | i ZR-175

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130m, ' Fame | | 120mm

Cat Kgems—“‘i‘s~™s*™*=*™ i 20 8.400 i 8 _ . be voor 148 10.800 T i

Cal_ Kg 6m 48 9.000 7 i | 22 660 - ‘ ! i i 18 9.000 . ' \

‘ i 64m S8mm

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25mm i 20 me i —xmm— | j . i i

iCal Kg6m 120 12,000 ' ig 16.200 |

ica Koen [16 19.800 |

720 9,600 : 118 13.200 | 6 18200 \

Cal Kg 6m i i |

2 9000 — ; : ‘8 12600 \ ! |

. : | 100 mm I | Po | . rn ‘

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| 2R-250 ' i 2R-300 i : ZR-400

3$mm -- po 38 mM ! hs 38mm—- °

INFORMES 5638-33-08 5683-33-09 127 Y VENTAS 5683-33-28 5638-33-34

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