Factores Clave en el Cálculo de Dimensiones de Vehículos

• Exigencias aerodinámicas.
• Ergonomía del puesto de conducción.
• Altura libre de la carrocería sobre el suelo.
• Necesidades de espacio de las ruedas.
• Tamaño y disposición de los paragolpes delantero y trasero.
• Tipo de emplazamiento del interior mecánico.

Elementos Finitos en Ingeniería Automotriz

Consiste en descomponer en figuras geométricas simples la carrocería o cualquier pieza tridimensional del vehículo para así determinar sus características estáticas, dinámicas y también acústicas.

Coeficientes Aerodinámicos Clave

Cx: Coeficiente de Penetración Aerodinámica

Da idea de la resistencia que ofrece al avance una forma determinada.

Cz: Coeficiente de Sustentación

Hace referencia a las fuerzas aerodinámicas que inciden verticalmente sobre la carrocería, midiendo el apoyo de las cuatro ruedas con el suelo y su posible aligeración por el efecto del viento o por el traslado de masas suspendidas.

Cy: Coeficiente de Deriva

Mide el efecto del aire aplicado de forma lateral al vehículo, afectando de esta forma a su estabilidad.

Ensayos de Dureza por Indentación

Estos ensayos se realizan con el fin de estimar la resistencia mecánica de las aleaciones metálicas. Consisten en hacer una huella con un penetrador en la superficie del metal bajo la acción de una carga externa y medir el área o profundidad de dichas huellas después de retirar la carga. Este tipo de ensayo proporciona la medida de dureza, y los métodos más usados son: Brinell, Rockwell y Vickers.

Tensiones Internas en Materiales (Acero)

Estas tensiones se producen por las variaciones exageradas que se le hace sufrir al acero. Primero, elevándolo a una temperatura muy alta y luego enfriándolo muy rápidamente. Estas tensiones y grietas son la consecuencia del cambio de volumen que se produce en el interior del acero debido a que su núcleo se enfría a una menor velocidad. A las piezas templadas se les debe aplicar un tratamiento de revenido para eliminar las tensiones internas.

Tipos de Acero para Estampación

• Aceros convencionales para estampación: Tienen una resistencia a la tracción de hasta 210 MPa (N/mm²).
• Aceros de alta resistencia: Tienen una resistencia a la tracción de 210 N/mm² a 550 N/mm².
• Aceros de muy alta resistencia: Tienen una resistencia a la tracción comprendida entre 550 N/mm² y 800 N/mm².
• Aceros de ultra alta resistencia: Tienen una resistencia a la tracción superior a 800 N/mm².

Resiliencia de Materiales

Es la resistencia que opone un cuerpo a la rotura por choque o percusión. Es la propiedad inversa a la fragilidad; un metal resiliente no es frágil. Da idea de la energía que es capaz de absorber el material antes de romperse mediante un solo golpe. Esta se calcula mediante el péndulo de Charpy.

Tratamientos Térmicos del Acero

• Temple: Consiste en calentar el acero para su posterior enfriamiento rápido, lo que aumenta su dureza, aunque también incrementa su fragilidad.
• Revenido: Se aplica a los aceros templados. Consiste en un calentamiento por debajo de la temperatura de temple y un enfriamiento al aire. Esto suaviza los efectos del temple, reduciendo la fragilidad.
• Recocido: Se calienta el acero a temperaturas no muy altas, seguido de un enfriamiento lento. Con esto se disminuye su dureza y se hace más maleable.
• Normalizado: Vuelve al acero a un estado normalizado, es una mezcla entre el recocido y el temple, aplicable principalmente a aceros al carbono.

Ensayo de Tracción

Sirve para conocer la resistencia, límite de elasticidad, alargamiento, etc., de los metales y aleaciones. Consiste en someter una muestra a un esfuerzo de tracción hasta que se rompa. Se sujeta la pieza en una probeta y se aplica una fuerza de tracción hasta que se fractura, generalmente por el lado de la muesca que se le hizo anteriormente.

Tailored Blanks (Chapas a Medida)

Son componentes de una sola pieza que combinan acero de varios espesores, recubrimientos y distinto grado de resistencia. Los diferentes aceros se sueldan generalmente por láser antes de ser estampados, formando una matriz. Esta matriz pasa luego a las planchas de estampado, obteniendo una pieza rígida que luego se deberá unir al resto del chasis. De esta forma, se combinan chapas individuales de distintos tipos de aceros. Todas estas uniones contribuyen a que, en caso de impacto, el proceso de absorción de energía sea más progresivo y efectivo, sin necesidad de refuerzos adicionales y con un peso mucho más reducido.

Pruebas de Colisión (Crash Tests)

Son pruebas de colisión, como las de impacto lateral, que están reguladas por directivas europeas. En una de ellas, el vehículo recibe un impacto por el lado del conductor mediante una carretilla móvil deformable a unos 50 km/h. De esta forma, se verifican aspectos como la resistencia de las puertas o los anclajes del cinturón. También hay otra prueba que consiste en un impacto lateral contra un poste, la cual determina la aplicación de los airbags laterales y evalúa el comportamiento del vehículo. Esta prueba se realiza a unos 30 km/h.

Estructura Space Frame

La estructura está formada por perfiles extrusionados rectos y curvos que se juntan en los puntos de unión mediante piezas de fundición inyectada que rodean el compartimento de los pasajeros, creando un marco estable. A este se le acoplan los paneles de aluminio que también han de soportar las cargas, formando una carrocería sin superestructuras. Se caracteriza por una extremada resistencia con un reducido peso y un alto nivel de confort. En este tipo de bastidor, todas las demás piezas de aluminio de la carrocería se fijan por soldadura de gas, remachado y clinchado.