En aquest treball s’ha aprofitat l’oportunitat de la limitada oferta de llantes aftermarket de 18 polzades de diàmetre per a l’eix davanter del BMW M3 Competition G80, per dissenyar un model fabricat amb un aliatge d’alumini forjat que millora les prestacions de la llanta d’origen, tot mantenint les seves dimensions.
La memòria comença amb una introducció a les definicions bàsiques de les llantes, incloent les diferents parts i els conceptes dimensionals, per facilitar la comprensió al llarg del treball. A continuació, s’han tractat les classificacions de les llantes segons el nombre de peces, el material i la tècnica de fabricació.
En primer lloc, pel que fa el disseny de la llanta, s’ha començat definint uns requisits clars. En aquest cas, s’ha determinat que es vol dissenyar una llanta totalment personalitzada amb una estètica atractiva i esportiva. En concret, el perfil de la llanta s’ha pensat amb una concavitat pronunciada que, combinada amb un gran diàmetre de cèrcol, proporciona l’espai interior suficient per allotjar el disc de fre de compost metàl·lic més gran. El disseny segueix en tot moment la norma d’estàndards d’ETRTO. A més, la llanta ha de suportar una càrrega màxima de 600 kg, que correspon a la de les llantes d’altres fabricants per aquesta aplicació, i ha de tenir una massa inferior a 9 kg per llanta.
Posteriorment, mitjançant el software de Solid Edge®, s’ha desenvolupat el model de llanta proposat que, més tard, s’ha sotmès a dues simulacions de càlcul estàtic lineal per elements finits que repliquen dos dels assajos normatius d’homologació.
Finalment, un cop analitzats els resultats obtinguts en les simulacions, s’ha decidit optimitzar el disseny. Per una banda, s’ha reforçat la zona més crítica de la llanta per augmentar la fiabilitat i, per altre banda, s’ha eliminat material de les zones inicialment sobredimensionades, que ha permès obtenir la llanta amb el menor pes possible sense comprometre el seu comportament estructural.
En este trabajo se ha aprovechado la oportunidad de la limitada oferta de llantas aftermarket de 18 pulgadas de diámetro para el eje delantero del BMW M3 Competition G80, para diseñar un modelo fabricado con una aleación de aluminio forjado que mejora las prestaciones de la llanta de origen, manteniendo sus dimensiones.
La memoria comienza con una introducción a las definiciones básicas de las llantas, incluyendo las diferentes partes y conceptos dimensionales, para facilitar la comprensión a lo largo del trabajo. A continuación, se han tratado las clasificaciones de las llantas según número de piezas, material y técnica de fabricación.
En primer lugar, en lo que se refiere al diseño de la llanta, se ha empezado definiendo unos requisitos claros. En este caso, se ha determinado que se quiere diseñar una llanta totalmente personalizada con una estética atractiva y deportiva. En concreto, el perfil de la llanta se ha pensado con una concavidad pronunciada que, combinada con un gran diámetro de aro, proporciona el espacio interior suficiente para alojar el mayor disco de freno de compuesto metálico. El diseño sigue en todo momento la norma de estándares de ETRTO. Además, la llanta debe soportar una carga máxima de 600 kg, que corresponde a la de las llantas de otros fabricantes para esta aplicación, y debe tener una masa inferior a 9 kg por llanta.
Posteriormente, mediante el software de Solid Edge®, se ha desarrollado el modelo de llanta propuesto que, más tarde, se ha sometido a dos simulaciones de cálculo estático lineal por elementos finitos que replican dos de los ensayos normativos de homologación.
Por último, una vez analizados los resultados obtenidos en las simulaciones, se ha decidido optimizar el diseño. Por un lado, se ha reforzado la zona más crítica de la llanta para aumentar la fiabilidad y, por otra parte, se ha eliminado material de las zonas inicialmente sobredimensionadas, que ha permitido obtener la llanta con el menor peso posible sin compromet
This study has taken advantage of the limited supply of 18” aftermarket wheels for the front axle of the BMW M3 Competition G80 to design a model made of forged aluminium alloy that improves the performance of the original wheel while maintaining its dimensions.
The document begins with an introduction to the basic definitions of wheels, including the different parts and dimensional concepts, to facilitate understanding throughout the study. This is followed by a discussion of wheel rim classifications according to the number of parts, material, and manufacturing technique.
Firstly, regarding the wheel design, we started by defining clear requirements. In this case, it was determined that we wanted to design a fully customized wheel with an attractive and sporty look. Specifically, the rim profile is designed with a pronounced concavity which, combined with a large rim diameter, provides sufficient inner space to accommodate the largest metal composite brake disk. The design strictly adheres to ETRTO standards throughout the process. Additionally, the wheel must support a maximum load of 600 kg, which corresponds to that of other manufacturers’ rims for this application and must have a mass of less than 9 kg per wheel.
Subsequently, using Solid Edge® software, the proposed wheel model was developed and then subjected to two linear static finite element simulations that replicated two of the regulatory approval tests.
Finally, after analysing the results obtained in the simulations, the design has been optimized. On the one hand, the most critical area of the wheel has been reinforced to improve reliability and, on the other hand, material has been removed from the initially oversized areas, which has made it possible to obtain the lowest possible weight without compromising its structural performance.
