ANÁLISIS Y PERFECCIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES DEL SISTEMA DE SUSPENSIÓN DELANTERA DE UN TRACTO CAMIÓN MEDIANTE HERRAMIENTAS DE CAD/CAE

ANALYSIS AND IMPROVEMENT OF STRUCTURAL ELEMENTS OF THE FRONT SUSPENSION SYSTEM OF A TRUCK THROUGH CAD / CAE TOOLS

Ing. Víctor Giovanni Suntaxi MSc.

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Instituto Tecnológico Superior Central Técnico

Resumen

El sistema de suspensión es una de las partes más importantes en el chasis de un vehículo y algunos de sus principales parámetros medibles como vibración y desplazamiento tienen mucha injerencia en el confort, la maniobrabilidad y durabilidad del automotor. En este trabajo se propone modelar un evento dinámico muy común en las vías y carreteras del país, cuyas irregularidades no pueden ser absorbidas en su totalidad por los neumáticos, suspensión de cabina ni el asiento del conductor, cuando se trata de un tracto camión. La simulación presentada en este trabajo permite la determinación de los tipos de esfuerzos a los que está sometido el conjunto de suspensión delantera de un vehículo de carga pesada International 9200i y gracias a esto realizar una modificación estructural a puntos establecidos para cambiar la forma de transmitir las cargas del sistema de suspensión hacia la cabina del conductor tratando de no cambiar el desempeño normal de los elementos. La metodología buscó evaluar el comportamiento de las cargas dentro del sistema de suspensión especialmente en gemelas y abrazaderas obteniendo valores de condiciones reales de celdas de carga en tramos establecidos como de altas irregularidades de manera que se pueda capturar el máximo de información. Estos datos fueron debidamente tratados para la obtención de la frecuencia de vibración y las cargas máximas a las que se trabajan. Posterior a la medición de estos datos se los utilizó en un software de CAD y de elementos finitos FEM, para la evaluación del sistema, logrando encontrar un modelo de los comportamientos del sistema de suspensión bajo diferentes circunstancias. Para la evaluación de dicho modelo se buscó el perfeccionar la gemela de acuerdo a un software de optimización de forma donde se encontró dos variantes las cuales se inserto nuevamente en la simulación generada y se comparó si las vibraciones bajaban. La variante que más redujo las vibraciones fue la seleccionada para la construcción y posterior prueba en campo en los mismos tramos y bajo las mismas condiciones de carga del vehículo donde se obtuvieron los primeros datos. Para valorar el grado de repetibilidad de estas mediciones se trabajó con tres pruebas. Los resultados obtenidos fueron similares a los de la simulación disminuyendo las vibraciones dentro de la cabina que es un problema para los conductores que manifiestan inconformidad. 

Palabras Clave: CAD, FEM, Gemela, Suspensión, Tractocamión

Abstract

The suspension system is one of the most important parts in the chassis of a vehicle and some of his principal measurable parameters as vibration and displacement have interference great in the comfort, maneuverability and durability of the car. This work aims to model a very common dynamic event in the roads and highways of the country, whose irregularities cannot be fully absorbed by the tires, cabin suspension or the driver's seat, when dealing with a truck. This simulation allows the determination of the types of stress to which the front suspension assembly of an International 9200i heavy-duty vehicle is subject and according to this make a modification to established points to change the way of transmitting the loads of the system of suspension to the driver's cab, without this influencing the normal performance of the elements. The methodology sought to evaluate the behavior of the loads specially in shackles and clamps of the suspension system obtaining values of of real conditions of load cells in stretches established as high irregularities so that maximum information can be captured. These data were duly treated to obtain the frequency of vibration and the maximum loads at which they are worked. After the measurement of these data they were used in a CAD and finite element software FEM, for the evaluation of the system, managing to find a model of the behavior of the suspension system under different circumstances. For the evaluation of this model, it was sought to perfect the twin according to a form optimization software where two variants were found which were inserted again in the generated simulation and compared if the vibrations were lowered. The variant that most reduced the vibrations was the one selected for the construction and subsequent field test in the same sections and under the same load conditions of the vehicle where the first data were obtained. To assess the degree of repeatability of these measurements, three tests were used. The results obtained were similar to those of the simulation, decreasing the vibrations inside the cabin, which is a problem for drivers who demonstrate dissent.  

Keywords: CAD, FEM, Shackle, suspension, truck