Monografia

1. INTRODUCCIÓN:

El presente trabajo tiene como objetivo evidenciar la aplicación del curso de Física en el comportamiento estático y modal del chasis de un ómnibus modernizado debido a la modificación realizada a la estructura que se montará sobre el mismo.

El artículo desarrolla una estructura que tendrá una mejor forma aerodinámica y apariencia exterior, alcanzará una mayor velocidad y cargará un mayor número de personas, por lo que es necesario recalcular el chasis para estas nuevas condiciones. Se presentan dos simulaciones numéricas mediante el Método de los Elementos Finitos: la primera de ellas se refiere al análisis estático del chasis para tres estados de carga. La segunda corresponde al análisis modal determinando las frecuencias naturales y los modos propios del chasis. Basado en los resultados de los análisis de resistencia y de rigidez se concluye que el chasis puede ser empleado para las nuevas condiciones.

El objetivo de este trabajo fue determinar el comportamiento estático y los modos de frecuencia del chasis del ómnibus modernizado ya que al modificar la estructura que se montará sobre el mismo es necesario recalcular el chasis para estas nuevas condiciones.

2. METODO DE LOS ELEMENTOS FINITOS:

El método de los elementos finitos (MEF en castellano o FEM en inglés) es un método numérico general para la aproximación de soluciones de ecuaciones diferenciales parciales muy utilizado en diversos problemas de ingeniería y física.

El MEF está pensado para ser usado en computadoras y permite resolver ecuaciones diferenciales asociadas a un problema físico sobre geometrías complicadas. El MEF se usa en el diseño y mejora de productos y aplicaciones industriales, así como en la simulación de sistemas físicos y biológicos complejos. La variedad de problemas a los que puede aplicarse ha crecido enormemente, siendo el requisito básico que las ecuaciones constitutivas y ecuaciones de evolución temporal del problema a considerar sean conocidas de antemano.

El MEF permite obtener una solución numérica aproximada sobre un cuerpo, estructura o dominio (medio continuo) —sobre el que están definidas ciertas ecuaciones diferenciales en forma débil o integral que caracterizan el comportamiento físico del problema— dividiéndolo en un número elevado de subdominios no-intersectantes entre sí denominados «elementos finitos». El conjunto de elementos finitos forma una partición del dominio también denominada discretización. Dentro de cada elemento se distinguen una serie de puntos representativos llamados «nodos». Dos nodos son adyacentes si pertenecen al mismo elemento finito; además, un nodo sobre la frontera de un elemento finito puede pertenecer a varios elementos. El conjunto de nodos considerando sus relaciones de adyacencia se llama «malla».

Los cálculos se realizan sobre una malla de puntos (llamados nodos),

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