Simulación dinámica en LS-DYNA de estructura de protección de pilotos según normativa FIA

Abstract

En las competiciones de los rallies ocurren accidentes etapa tras etapa. Estos accidentes no suelen ser demasiado graves, pero a veces, un vehículo sufre un impacto a alta velocidad o el conductor pierde el control y se sale de la vía en un lugar peligroso, donde puede haber un muro, o una caída con gran desnivel. En esos accidentes el conductor sufre el riesgo de perder la vida, y es entonces cuando entran en acción los diferentes sistemas de seguridad ideados por ingenieros, desde complejas estructuras metálicas hasta el material del que está hecho el traje del conductor. Uno de estos sistemas de seguridad, sin duda el más importante, es la jaula de seguridad o jaula antivuelco (Rollcage, Safety Cage). Se trata de una estructura de tubos de acero unidos al chasis del coche comprendida entre los ejes de las suspensiones delantera y trasera. Cumple básicamente dos funciones, mantener la forma y tamaño de la cabina del vehículo, y absorber la energía de los impactos. Cumpliendo estas dos funciones es capaz de mantener con vida a los pilotos y copilotos de estas competiciones frente a accidentes que pueden ser mortales. La FIA (Federación Internacional del Automóvil) es la responsable de la homologación de estos sistemas de seguridad para su uso en las competiciones de rally. Cada año ofrece un manual donde especifica lo necesario para su construcción, actualizado. En el alcance de este trabajo se va a proceder, mediante el método de los elementos finitos, a diseñar, instalar y probar una jaula de seguridad en un vehículo convencional, para estudiar su viabilidad y su seguridad. Mediante el uso del software LS-DYNA y LS-PrePost, se diseñan unas situaciones de accidentes en las que probar dos modelos, el mismo coche con y sin jaula de seguridad. Este coche es un Geo Metro de tres puertas del año 1997.