Análisis mediante el MEF de la protección de los conductores en autobuses

Delgado Palacios, Blanca (2016). Análisis mediante el MEF de la protección de los conductores en autobuses. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Descripción

Título: Análisis mediante el MEF de la protección de los conductores en autobuses
Autor/es:
  • Delgado Palacios, Blanca
Director/es:
  • Alcala Fazio, Enrique
Tipo de Documento: Proyecto Fin de Carrera/Grado
Grado: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales
Fecha: 2016
Materias:
Palabras Clave Informales: Superestructura, elementos finitos, ANSYS, LS DYNA, LS-Prepost, impacto frontal, espacio de supervivencia.
Escuela: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Departamento: Ingeniería Mecánica
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

Texto completo

[img]
Vista Previa
PDF (Document Portable Format) - Se necesita un visor de ficheros PDF, como GSview, Xpdf o Adobe Acrobat Reader
Descargar (5MB) | Vista Previa

Resumen

Los autobuses y autocares son considerados uno de los medios de transporte colectivo más seguros disponibles para los usuarios en este momento. El número de siniestros en el que se ven involucrados es bastante inferior al de otros vehículos. Sin embargo es enorme la repercusión mediática que se produce cuando sucede un accidente en el que participa este medio de transporte, principalmente debido a la elevada carga humana que transporta, así como al coste material y económico que deriva de ello. Es por ello que la seguridad de este medio de transporte ha sido punto de interés para ingenieros, fabricantes, gobiernos y los propios usuarios desde siempre. A lo largo de los años, se han introducido continuas mejoras con el fin de reducir los daños que se ocasionan en estos accidentes. La superestructura es uno de los principales elementos de la seguridad pasiva. Está destinada a alojar y proteger a los ocupantes de los vehículos. Debe ser capaz de absorber la energía producida en el impacto, deformándose de una manera controlada y progresiva, evitando que cualquier parte que la conforma penetre en el espacio destinado a los ocupantes y pueda causar daños. Además tiene que impedir que se produzcan desaceleraciones tan elevadas que puedan provocar que los pasajeros salgan disparados hacia el exterior o proyectados sobre algún elemento del interior. Su correcta actuación es vital para las consecuencias de un accidente. El presente proyecto tiene como principal objetivo el estudio del comportamiento de una superestructura de un frontal de autobús ante la presencia de un choque frontal descentrado. Para ello se llevan a cabo simulaciones de impactos entre un modelo de barrera deformable y un modelo de frontal de autobús. Las tareas realizadas para llevar a cabo el proyecto se citan a continuación. En primer lugar ha sido necesario caracterizar el modelo de frontal de autobús. Para ello se han utilizado los resultados obtenidos de un ensayo efectuado previamente en el laboratorio. Este ensayo consistió en un choque frontal efectuado entre una barrera deformable de impacto AE-MDB y la superestructura de un frontal de autobús de acero. Para minimizar las deformaciones que se pudieran ocasionar, la parte frontal estaba recubierta con paneles de fibra de vidrio. Durante el impacto se midieron: - las aceleraciones sufridas por el carro móvil que transportaba la barrera utilizando acelerómetros - la fuerza con la que se empujaba al frontal mediante el uso de cuatro células de carga dispuestas en la parte trasera. - y los esfuerzos producidos en tres vigas de interés con galgas extensiométricas. Para conseguir adecuar los resultados obtenidos de las simulaciones de los modelos a los resultados del ensayo y conseguir que la superestructura se comporte de una manera semejante, se han ido modificando las propiedades de los materiales existentes (acero y fibra de vidrio), observando cómo estos influyen en el comportamiento del vehículo durante el choque. Antes de proceder a alterar las propiedades de los materiales es necesario efectuar la selección del tipo de modelo de frontal de autobús. Todo ello a partir de varios tipos, diferenciados por la presencia o no de panel frontal, por el material de éste, la aplicación de endurecimiento por deformación o la existencia de criterio de fallo en el material de los paneles. Con intención de hacer más resistente el frontal de autobús y conseguir que las deformaciones producidas sean menores y que la superestructura aguante más las cargas a las que está sometida sin colapsarse, se ha decidido modificar el límite elástico, el criterio de fallo del panel frontal y endurecimiento por deformación del acero de los perfiles estructurales. Una ver alcanzado un modelo que reproduzca lo más fielmente posible el comportamiento de la superestructura del ensayo, se realiza su validación utilizando la métrica de Sprague y Geers. Posteriormente se estudia del comportamiento del modelo de frontal de autobús ante la presencia de un choque frontal: desplazamiento, velocidad, aceleración, deformaciones, balance energético, etc. Para finalizar se analiza como la velocidad de circulación influye en la intrusión de la barrera en el frontal de autobús. Para realizar el proyecto se ha utilizado un software de cálculo avanzado de elementos finitos. Para el procesado de las simulaciones se emplea ANSYS con su función LS-DYNA, posteriormente se utiliza su programa de pre y post procesado Ls-Prepost con el cual se manejan los resultados obtenidos de una manera interactiva y sencilla. Cabe señalar que para llevar a cabo el presente proyecto también se ha empleado el código fuente de estos programas de forma manual.

Más información

ID de Registro: 42891
Identificador DC: http://oa.upm.es/42891/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:42891
Depositado por: Biblioteca ETSI Industriales
Depositado el: 20 Sep 2016 07:06
Ultima Modificación: 13 Oct 2016 15:46
  • Open Access
  • Open Access
  • Sherpa-Romeo
    Compruebe si la revista anglosajona en la que ha publicado un artículo permite también su publicación en abierto.
  • Dulcinea
    Compruebe si la revista española en la que ha publicado un artículo permite también su publicación en abierto.
  • Recolecta
  • e-ciencia
  • Observatorio I+D+i UPM
  • OpenCourseWare UPM