Diseño y análisis de fatiga de un semieje para el sistema de transmisión de un vehículo eléctrico en la competencia Formula SAE

• Autor: Ulloque Echevarría, Víctor Antonio
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2024
• Institución: Universidad de Ingeniería y tecnología
• Repositorio: UTEC-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.utec.edu.pe:20.500.12815/377
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12815/377
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Fractura de acero; ANSYS (Programa de computadora); Método de elementos finitos; Vehículos--Competiciones; Autos de carrera; Fatiga de materiales; Steel fracture; ANSYS (Computer system); Finite element method; Material fatigue; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.03.01

Las fallas por fatiga son un fenómeno muy recurrente y difícil de predecir en los sistemas mecánicos, ya que estas ocurren inclusive cuando un componente del mecanismo está sometido a esfuerzos relativamente bajos. Los sistemas de transmisión son ampliamente afectados por este fenómeno, y tienden a fallar súbita y aleatoriamente después de determinado tiempo de operación. Cuando se da, las grietas en la microestructura del material que se forman por repeticiones de carga se propagan rápidamente a través de mecanismos de fractura hasta provocar la completa falla del componente, lo cual resulta en un tiempo de vida menor al indicado por el producto. Esto ha llevado a que en la presente tesis se busque analizar el tiempo de vida del semieje de la etapa final de un sistema de transmisión de potencia para un vehículo tipo Formula SAE. El sistema de transmisión debe ser capaz de transmitir 80 kW de potencia, y la fabricación del componente por manufacturar evaluará el uso de tres aceros (AISI 1045, 4340 y 4140) como materia prima. Los componentes por utilizar en el sistema se determinarán a través de la aplicación de la metodología de diseño planteada por Karl T. Ulrich. Son realizadas simulaciones de fatiga con un 99% de confiabilidad utilizando las curvas de Wöhler y el criterio de Goodman, asumiendo un comportamiento completamente elástico del material y de la falla, las cuales se llevarán a cabo con la herramienta nCode DesignLife de ANSYS, para determinar el tiempo de vida del semieje en el sistema propuesto.