ProgramacionIngenieriaMecanicaUPB:Grupo 1420 10

AUTORES

• Sebastian Cely Restrepo Estudiante de Ingeniería Mecánica
• Santiago Estrada Jimenez Estudiante de Ingeniería Mecánica

Sistema De Amortiguación

En el mundo de la ingeniería automovilística se ha tenido la necesidad permanente de monitorear permanente el funcionamiento de los distintos componentes del automóvil , con el fin de mejorar calidad , eficiencia, y desempeño , por eso , hemos escogido uno de los componentes más importantes el cuales la suspensión con el fin de estudiarlo, y comprender los parámetros que entran a jugar dentro de su funcionamiento y a partir de eso sustraer la información necesaria para un diseño optimo y seguro.

Introducción

La suspensión ha sido un elemento ingenieril fundamental en el mundo automovilístico, porque es el elemento que comunica la fuente de potencia con el pavimento y de acuerdo a eso es el medio que asegura ergonomía y seguridad frente a las diferentes cargas a las que el vehículos se ve sometidas permanentemente.

Explicación

Lo que define a la suspensión, con respecto a su función es, un elemento que se encuentra en las cuatro ruedas del automóvil y es aquel que se encarga en absorber la energía mecánica liberada cuando el carro se enfrenta a irregularidades en el camino y también cuando está en condiciones de frenado y cruzado en consecuencia a esto , este elemento asegura un contacto permanente entre el pavimento y el vehículo.

En El Automovilismo Competitivo

Con respecto a el automovilismo competitivo, estas variables dadas por la suspensión ganan una gran importancia, ya que la rapidez de un formula 1 por ejemplo depende directamente del “set up” del contacto de las llantas con la pista que en su mayoría viene asociado con configuraciones de suspensión, como por ejemplo las configuraciones de rebote en la suspensión son factores cruciales para la transferencia de masa durante el frenado y “cornering” ,la correcta elección de estos factores es importante para tener un óptimo desempeño y un vehículo maniobrable, otro ejemplo seria a conexión de estos parámetros de la suspensión para la solución del problema de subvirage y sobrevirage..

Diagrama De Cuerpo Libre

En el diagrama de cuerpo libre se muestran mas detalladamente las fuerzas que actúan en el sistema y los factores que alteran o modifican el funcionamiento del sistema;Se explica el como afectan las fuerzas en los componentes y como esta unido el sistema.

Este es el diagrama de la suspensión en una superficie cambiante

Crono-grama de actividades del Proyecto

Flujo de trabajo

Ecuaciones

• Ecuación 1:
  • $Kb<<Kt$
  • $Mt<<Mb$
• Ecuación 2:
  • $Mb*Xb''=-Kb*Xb-Cb*Xb'$
• Ecuación 3:
  • $W0={\sqrt {Kb/Mb}}\$
• Ecuación 4:

${\begin{bmatrix}-Cb/Mb&-Kb/Mb&Cb/Mb&Kb/Mb\\1&0&0&0\\Cb/Mt&Kb/Mt&-Cb/Mt&-(Kb+Kt/Mt)\\0&0&1&0\end{bmatrix}}$

Descripcion Del Software

Este software que desarrollamos consta de distintas partes, las cuales cumplen con funciones respectivas:

• Axes
• ListBox
• Botones
• Texts
• Menu

entre otras cosas con las cuales se puede satisfacer las necesidades para el desarrollo de este software

Los Botones

Cada Botón tiene una configuración singular por medio de la cual se enrrutan los datos y los comandos ,un código.

Botonos Del GUI

El Software

El software posee una apariencia que fue de nuestro propio gusto y es agradable para el usuario.

Ventana Gui

Manual

• Lo primero es ingresar los datos en las casillas de la izquierda en su respectivo lugar
• Luego se pulsa el botón "Calcular ODE 45" para que el programa haga los cálculos y grafique los resultados
• Después pueden presionar el botón de "State-Space Analysis" para que se calcule la Frecuencia natural y nos muestre el tipo de configuración.
• También hay un botón "Default" que pone datos aleatorios en el programa para hacer los cálculos (un método de comprobación rápida)

PDE TOOLS

El PDE solver tool (Matlab partial differential equations solver) es una herramienta que nos permite resolver ecuaciones diferenciales parciales por el método de elementos finitos en distintos tipos de geometrías en dos dimensiones con la facilidad de obtener gráficamente las soluciones de estas ecuaciones , con la ventaja que podemos visualizar el comportamiento de los diferentes fenómenos a lo largo de las geometrías anteriormente mencionadas , que permite tener una mejor interpretación a la hora de hacer una conclusión de tipo ingenieril alrededor de los resultados que arroja una situación dada.

Método de solución

Pdetool es un ejecutable que puede ser llamado desde la ventana principal de comandos.

• la herramienta nos ofrece un gran rango de aplicaciones ingenieriles que comúnmente son utilizadas tales como; análisis de esfuerzos en estructuras en el plano, análisis de deformaciones en estructuras en el plano, electroestática, magneto estática ,electroestática en corriente alterna, conducción en corriente directa , difusión , y transferencia de calor. Fenómenos que son modelados con las ecuaciones diferenciales parciales sea elípticas, hiperbólicas, circulares o en valores propios.

• Para dar un ejemplo ilustrativo de esta herramienta, haremos la simulación de transferencia de calor a través de una geometría triangular, la cual su aplicación en el mundo ingenieril, se da aplicado a las aletas que están sujetas a distintas fuentes de calor tales como, motores, procesadores entre otros sistemas que generan calor, estas aletas están encargadas de que el calor producido por la fuente sea transmitido con mayor facilidad hacia el ambiente.

• Para empezar con el modelado del problema se hace el dibujo de la geometría, con la herramienta de dibujo de polígonos que nos ofrece esta aplicación.

el dibujo de la geometría

• En el menú de opciones seleccionamos la opción de aplicación a transferencia de calor, y después de esto seleccionamos el botón de “boundary mode” que es el que se encarga de poder visualizar la geometría en modo de condiciones de frontera y a la vez poder especificar cada una de las características del fenómeno. Las líneas azules que aparecen en el modo de frontera, cuando estamos estableciendo las condiciones, nos indican que la condición que hemos establecido es una condición de Neumann, mientras que en la aplicación de transferencia de calor las líneas rojas nos indican una condición de Dirichlet.

“boundary mode”

• Las condiciones de Dirichlet en este caso es para determinar la fuente de calor en la geometría, debido a planteamiento, la aplicación usual en la ingeniería, la ubicaremos en la base del triángulo. Con respecto a los otros lados del triángulo , especificaremos condiciones de Neumann , las cuales, en este caso son aquellas que definen, los coeficientes de transferencia de calor y de flujo , en la aplicación industrial de difusores de calor , es común que se utilice el aluminio debido a sus propiedades termodinámicas , su baja densidad y su capacidad de resistir condiciones de ambiente adversas.

Se seleccionan las propiedades

• Se define un mallado de acuerdo a la precisión que se quiera obtener pero, se tuvo que tener en cuenta que al aumentar la calidad del mallado de la estructura se aumenta de una forma significativa los nodos sobre los que se tiene que operar y a consecuencia de esto la solución requeriría una mayor cantidad de operaciones y una mayor capacidad computacional.

mallado

• En la especificación de la ecuación diferencial parcial es importante , tener en cuenta que parámetros y que factores son importantes a tener en cuenta en el desarrollo de el modelado , por lo tanto en la opción de PDE es importante especificar si la ecuación de calor que vamos a trabajar es elíptica o parabólica la diferencia entre as dos es que la elíptica no incluye dentro de sus cálculos valores de densidad y capacidad calorífica , (pero aún sigo resaltando que la especificación del PDE son en base de las variables de relevancia y la precisión del resultado dentro del modelado del fenómeno).

la especificación del PDE

• Para finalizar configuramos las condiciones de la gráfica solución acorde con las eventualidades que mejor queramos observar, tenemos la facilidad de tener varias herramientas que pueden ilustrarnos mejor el problema; mapas de contorno, grafica de superficie de acuerdo de los cambios a lo largo de la superficie plana, ilustración de vectores que nos indican el flujo, colores, entre otros. En este caso utilizamos la ilustración en 3D con mapa de contorno y con los vectores que me indican el flujo del calor a través de la figura geométrica.

la gráfica

Agradecimientos

Queremos Agradecer al profesor Raul Valencia por su constante interés y adecuadas asesorías y directrices las cuales ayudaron al desarrollo de este proyecto,resolviendo las dudas y creando alternativas.