Tesis:
Modelos complejos de sistemas vehiculares empleando la técnica del Bond Graph.
- Autor: MERA SÁNCHEZ DE PEDRO, José Manuel
- Título: Modelos complejos de sistemas vehiculares empleando la técnica del Bond Graph.
- Fecha: 2001
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES
- Departamentos: INGENIERIA MECANICA Y DE FABRICACION
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: VERA ALVAREZ, Carlos
- Resumen: En 1994 los profesores Vera y Félez publicaron el libro Dinámica vehicular basada en la técnica de Bond Graph", en él se sentaban las bases del uso de la técnica de Bond Graph para la dinámica vehicular, presentando distintos modelos tanto de dinámica plana como tridimensional. El valor de aquellos modelos ha sido demostrado en posteriores aplicaciones como el programa SINRAT para la reconstrucción de accidentes de tráfico. Sin embargo, existían determinados elementos del vehículo que no aparecían en los modelos de dinámica vehicular presentados entonces, otros elementos, aunque considerados, aparecían de una forma muy simplificada. El objetivo de la tesis propuesta es, tomando como base los modelos de Vera y Félez, especialmente con la referencia del modelo de dinámica tridimensional, desarrollar nuevos modelos en los que se incluirán aquellos sistemas y elementos que se simplificaron o no se simplificaron entonces. En el primer apartado se aborda el problema del rozamiento seco y su simulación por ordenador. En la reconstrucción por ordenador de accidentes de tráfico, adquiere una gran importancia los fenómenos que aparecen cuando los neumáticos están bloqueados o próximos a bloquearse. Basándose en la teoría de Bowden y Tabor, se desarrollará un modelo de rozamiento seco, usando la técnica de Bond Graph. La aplicación del modelo a la interacción entre pastilla y disco de frenos llevará a la obtención de frenadas mucho más reales, incluso en bloqueo, lo que permitirá una mayor precisión en la reconstrucción por ordenador de accidentes de tráfico, al ser está fase del frenado de vital importancia en un accidente. El segundo capítulo presentará modelos de la cadena de la transmisión, desarrollados para mejorar el comportamiento de los modelos de dinámica vehicular. El modelo de cadena de transmisión incluirá la simulación de cada uno de los subsistemas presentes en el conjunto: motor, embrague de fricción, caja de cambio, grupo cónico y diferencial. Para el modelo de cuatro ruedas motrices se añadirá además el distribuidor de par y la junta Ferguson. Se presentarán resultados para cada uno de los subsistemas del modelo, siendo la excitación una maniobra de aceleración y frenado progresivos con cambio de marcha. Los modelos de transmisión desarrollados serán incluidos en modelos de dinámica vehicular tridimensional. El desarrollo de la tesis continuará con la construcción de modelos del sistema de dirección considerado plano. Se desarrollarán modelos de distintos conjuntos de dirección aislados (cuadrilátero articulado y cremallera-piñón), con resultados de movimientos de cada una de las barras que componen los mecanismos. A continuación se incorporarán estos modelos al de vehículo global presentando los resultados del mismo. En el cuarto capítulo se estudiará la influencia de las suspensiones en el comportamiento del vehículo. Para ello se generarán dos nuevos modelos, el primero de ellos introduciendo la consideración de la barra estabilizadora, y el segundo simulando la suspensión McPherson con una modelización que reduce el número de grados de libertad. Se plantearán las modificaciones que se producen al considerar las barras estabilizadoras en las ecuaciones diferenciales de los grados de libertad del vehículo. Se mostrarán las diferencias de resultados que se obtienen ante diferentes maniobras, en función de que se consideren o no las barras estabilizadoras. Los modelos desarrollados introducirán la suspensión independiente tipo McPherson en las cuatro ruedas, realizándose comparaciones con el modelo original y dando indicaciones de utilización del nuevo modelo. Este desarrollo permitirá la consideración del balanceo de los vehículos de una forma más realista lo que, considerando la importancia de éste y de la transferencia de carga lateral en el comportamiento de aquellos, es de vital importancia para su simulación realista. En este capítulo de la tesis se presentarán además los cambios necesarios para calcular la dinámica de cualquiera de los modelos anteriores en coordenadas globales, en lugar de locales. El último capítulo de la tesis unirá los modelos desarrollados en los dos capítulos anteriores, aportando la consideración de los conjuntos de suspensión y dirección como tridimensionales.