Metodología para la simulación de un ensayo de impacto mediante el MEF

Santiago Alejandro López-Ortiz; Edison Patricio Abarca-Pérez; Edgar Fabián Sánchez-Carrión; Milton Israel Quinga-Morales

Autores/as

López-Ortiz Santiago Alejandro Grupo de Investigación GDP, Facultad de Mecánica, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo ESPOCH. Riobamba. Ecuador. https://orcid.org/0000-0002-6314-6299
Abarca-Pérez Edison Patricio Grupo de Investigación GDP, Facultad de Mecánica, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo ESPOCH. Riobamba. Ecuador. https://orcid.org/0000-0001-7041-4805
Sánchez-Carrión Edgar Fabián Facultad de Mecánica, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo ESPOCH. Riobamba. Ecuador. https://orcid.org/0000-0002-8027-2799
Quinga-Morales Milton Israel Facultad de Mecánica, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo ESPOCH. Riobamba. Ecuador. https://orcid.org/0000-0001-7210-4608

Palabras clave:

Simulación numérica, impacto frontal, método de elementos finitos, análisis no lineal

Resumen

Las simulaciones numéricas basadas en el Método de Elemento Finito son fundamentales para estudiar fenómenos físicos en ingeniería, proporcionando información crucial para desarrollar y mejorar diseños de máquinas, instrumentos, construcciones, vehículos, entre otros. En los últimos años, una de las aplicaciones más avanzadas ha sido el análisis de impacto de componentes y materiales de la industria automotriz, debido a la alta mortalidad y gravedad de las heridas en choques frontales. Por ello, se ha desarrollado una metodología para realizar un estudio numérico explícito no lineal, con el fin de evaluar la resistencia y el comportamiento estructural de la sección frontal de la carrocería de un autobús de fabricación nacional. Este estudio se basa en las condiciones de ensayo establecidas por la norma europea UNECE R-29, la cual se enfoca en evaluar la seguridad del conductor. Se detallan también las consideraciones necesarias para crear un modelo computacional fiable que pueda ser validado con criterios específicos. Finalmente, los resultados del ensayo simulado revelan que el modelo de carrocería no cumple con los criterios de seguridad mínimos, indicando la necesidad de revisar y mejorar su diseño actual.

Palabras clave: Simulación numérica, impacto frontal, método de elementos finitos, análisis no lineal.

Abstract

Numerical simulations based on the Finite Element Method are fundamental for studying physical phenomena in engineering, providing crucial information for developing and improving designs of machines, instruments, structures, vehicles, among others. In recent years, one of the most advanced applications has been the impact analysis of components and materials in the automotive industry, due to the high mortality and severity of injuries in frontal crashes. Therefore, a methodology has been developed to perform an explicit nonlinear numerical study, to evaluate the resistance and structural behavior of the front section of the body of a domestically manufactured bus. This study is based on the test conditions established by the European standard UNECE R-29, which focuses on assessing driver safety. The necessary considerations to create a reliable computational model that can be validated with specific criteria are also detailed. Finally, the results of the simulated test reveal that the body model does not meet the minimum safety criteria, indicating the need to review and improve its current design.

Keywords: Numerical simulation, frontal impact, finite element method, nonlinear analysis.

Información del manuscrito:
Fecha de recepción: 15 de abril de 2024.
Fecha de aceptación: 25 de junio de 2024.
Fecha de publicación: 10 de julio de 2024.

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