Diseño óptimo de resortes tipo ballesta para la suspensión de un vehículo comercial considerando las condiciones dinámicas.

Abstract

Los resortes tipo ballesta son tradicionales y ampliamente utilizados en vehículos terrestres, estos deben su vigencia a la capacidad de carga, bajos costos de manufactura y mantenimiento. Para dar un valor agregado a este tipo de suspensión se simula su comportamiento estático y dinámico así como el de otros componentes relacionados con el fin de observar los efectos de la precarga no-lineal, las grandes deflexiones, materiales compuestos y el torque de sujeción. El vehículo de pruebas es un camión de carga con transmisión 6x6. El comportamiento dinámico del vehículo es simulado mediante el método MBS+FEM en un entorno transitorio no-lineal implícito a través del solver APDL de ANSYS. La simulación es parametrizada para realizar un Diseño de Experimentos (DOE) y determinar las características óptimas que debe tener el resorte, dependiendo también de la carga que se transporta. Posteriormente se analiza el resorte en detalle teniendo en cuenta las cargas resultantes aplicando el método de conteo Rainflow con el fin de predecir la fatiga de este elemento. Como resultado se obtiene una metodología de diseño que integra condiciones globales y locales para asegurar el óptimo rendimiento del producto.

Abstract. Leaf spring suspensions are traditional and widely used in terrestrial vehicles; these owe their vigency to high load capacity, low manufacturing cost and maintenance. To give more value added to this type of suspension, simulate the static and dynamic behavior likewise another related components in order to observe the non-linear preload effects, large deflections, composites materials and bolt tightening. The test vehicle is a commercial truck with 6x6 transmissions. Dynamic behavior of vehicle is simulated through MBS+FEM method on implicit no-linear transient environment with ANSYS APDL solver. Simulation is parametrized in order to carry out a Design of Experiment (DOE) and determine the optimum characteristics that spring should have. Depends also of the vehicle payload. After that analyze the spring in high level of detail taking in count the resultant forces acting on it, apply Rainflow Counting Method, the objective is to predict durability of this element. As a result obtain a design methodology that integrates the global and local conditions to assurance the optimum performance of the product.