Disseny i anàlisi d’una cúpula protectora per als pilots de Fórmula 1
Visualitza/Obre
Estadístiques de LA Referencia / Recolecta
Inclou dades d'ús des de 2022
Cita com:
hdl:2117/78015
Tipus de documentTreball Final de Grau
Data2015-06
Condicions d'accésAccés obert
Llevat que s'hi indiqui el contrari, els
continguts d'aquesta obra estan subjectes a la llicència de Creative Commons
:
Reconeixement-NoComercial-SenseObraDerivada 3.0 Espanya
Abstract
En aquest projecte es realitza el disseny i l’anàlisi d’una cúpula que protegeixi els pilots de Fórmula 1 davant de possibles impactes. L’objectiu global del projecte es poder dissenyar una cúpula de tal manera que, no només tingui la capacitat de millorar la seguretat del pilot i s’adapti a les restriccions geomètriques d’un monoplaça actual, sinó que a més compleixi els requisits en quant al comportament aerodinàmic exigit en una competició com es la Fórmula 1.
El projecte s’inicia amb el coneixements previs bàsics sobre la teoria darrere del disseny final proposat, el flux potencial. Fruit d’aquest tipus de flux es troba la geometria sobre la qual es basa la cúpula, l’Oval de Rankine. Es tracta d’un cos de revolució que, segons la teoria del flux potencial, proporciona la mínima resistència a l’avanç. Aquesta última es la propietat que es busca minimitzar en tot moment durant el disseny. Per construir el model en CAD es fa us del programa SolidWorks.
A continuació es procedeix a simular el comportament aerodinàmic de la cúpula i d’altres models que serveixen per comparar resultats i comportaments per tal d’extreure conclusions de més qualitat. Per tal de simular el comportament aerodinàmic dels cossos es fa ús del programa ANSYS Fluent. La conclusió a la que s’arriba en aquest es que, per una banda, la teoria del flux potencial difereix davant un flux real donat que existeixen altres cossos de revolució amb menys resistència a l’avanç. D’altre banda, es conclou que cal realitzar les simulacions de manera conjunta amb el model del vehicle per continuar amb les investigacions i estudiar models alternatius per al disseny de la cúpula.
Finalitzat l’estudi aerodinàmic, es continua amb la selecció dels materials que proporcionen una major resistència envers impactes sense comprometre la visibilitat. Per dur a terme aquesta tasca es fa ús de la metodologia de selecció d’Ashby que es complementa amb el programari CES Edupack. Combinant també la recerca sobre estudis d’elements similars a la cúpula i coneixent els seus materials, es té finalment que els materials òptims son compostos de policarbonat d’alta viscositat combinant. Es conclou també que, entre dues capes d’aquest material, cal instal·lar una capa d’un material elastòmeric de les característiques del polivinil butiral.
Finalment es procedeix a realitzar l’anàlisi d’impacte i de vibracions en diferents condicions amb l’ajut del programa ANSYS Mechanical. Es conclou que la massa límit d’acer que la cúpula pot suportar a la velocitat màxima d’impacte sense trencar-se es propera a 60 grams però que, donades les limitacions del software, seria adequat tornar a realitzar els impactes en un altre de més adequat. No es així però al cas de les vibracions, on els resultats trobats es consideren fiables.
MatèriesAutomobiles, Racing -- Design and construction, Automobiles -- Bodies -- Design and construction, Automobiles, Racing -- Safety measures, Automòbils de competició -- Projectes i construcció, Automòbils -- Carrosseries -- Disseny, Automòbils de competició -- Mesures de seguretat
TitulacióGRAU EN ENGINYERIA EN TECNOLOGIES INDUSTRIALS (Pla 2010)
Fitxers | Descripció | Mida | Format | Visualitza |
---|---|---|---|---|
TFG Cúpula F1_Ángel Villarroya Pascua.pdf | Memòria | 7,603Mb | Visualitza/Obre |