Desarrollo de un modelo computacional, simulación y análisis dinámico para un kart eléctrico : construcción de un modelo multicuerpo y análisis teórico

La utilizad de las herramientas computacionales hoy en día ha venido reduciendo costos y tiempo en muchos procesos de diseño y avance de la ingeniería. En el caso de la simulación dinámica, es un instrumento que permite predecir el rendimiento y capacidad de un sistema mecánico en la vida real. Por...

Full description

Autores:
Camacho Calderón, Santiago
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2019
Institución:
Universidad de los Andes
Repositorio:
Séneca: repositorio Uniandes
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/45285
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/1992/45285
Palabra clave:
Karts (Automóviles)
Vehículos eléctricos
Automóviles de carreras
Carrocerías de automóviles de carreras
Ingeniería
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description La utilizad de las herramientas computacionales hoy en día ha venido reduciendo costos y tiempo en muchos procesos de diseño y avance de la ingeniería. En el caso de la simulación dinámica, es un instrumento que permite predecir el rendimiento y capacidad de un sistema mecánico en la vida real. Por esta razón, se vio la necesidad de construir un modelo del kart eléctrico de la Universidad de Los Andes. Este proyecto tiene como objetivo la creación de un modelo multicuerpo en Msc-Adams/Car para soportar el proceso de diseño y avance del prototipo del grupo BTA Racing. El prototipo fue construido sobre un chasis de un kart de combustión interna, cambiándole el tren de potencia a un motor de 4.6 kW de potencia y añadiendo 4 packs de baterías de litio. Este modelo se creo a partir de 5 subsistemas principales: sistema de dirección, chasis, eje trasero, llantas traseras y delanteras. Adicionalmente, se presenta un protocolo exhaustivo para la creación del modelo en Msc-Adams/Car . Finalmente, se realizó una simulación dinámica del modelo con la maniobra step steer, donde se obtuvieron resultados cualitativamente aceptables. Se logró validar sin completa precisión al comparar los slip angles con el comportamiento hallado teóricamente del coeficiente de subviraje (K = 10,7 deg/g). Además, se comprobó la validez del modelo con simulaciones a varias velocidades, encontrando que coincide la velocidad característica con el mayor valor de yaw rate. A pesar de eso, el modelo requiere de refinamientos en varios de sus subsistemas para llegar a ser una representación exacta del kart real, además de sumarle el tren de potencia, sistema de frenos y un chasis flexible.
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Por esta razón, se vio la necesidad de construir un modelo del kart eléctrico de la Universidad de Los Andes. Este proyecto tiene como objetivo la creación de un modelo multicuerpo en Msc-Adams/Car para soportar el proceso de diseño y avance del prototipo del grupo BTA Racing. El prototipo fue construido sobre un chasis de un kart de combustión interna, cambiándole el tren de potencia a un motor de 4.6 kW de potencia y añadiendo 4 packs de baterías de litio. Este modelo se creo a partir de 5 subsistemas principales: sistema de dirección, chasis, eje trasero, llantas traseras y delanteras. Adicionalmente, se presenta un protocolo exhaustivo para la creación del modelo en Msc-Adams/Car . Finalmente, se realizó una simulación dinámica del modelo con la maniobra step steer, donde se obtuvieron resultados cualitativamente aceptables. Se logró validar sin completa precisión al comparar los slip angles con el comportamiento hallado teóricamente del coeficiente de subviraje (K = 10,7 deg/g). Además, se comprobó la validez del modelo con simulaciones a varias velocidades, encontrando que coincide la velocidad característica con el mayor valor de yaw rate. A pesar de eso, el modelo requiere de refinamientos en varios de sus subsistemas para llegar a ser una representación exacta del kart real, además de sumarle el tren de potencia, sistema de frenos y un chasis flexible."A multibody model of an electric go-kart was developed in Msc-Adams Car software to simulate the vehicle's dynamic performance. In contrast to an ICE kart, its electric counterpart bares an extra weight load accounted for the batteries and other powertrain components. The model is inspired on a prototype vehicle developed at Universidad de los Andes. The prototype was built on top of an ICE frame where a PMAC motor, controller, battery pack and the subsequent powertrain components were installed. A petrol-based Go-kart weight distribution was defined as baseline and several variants of the electric adaptation with diferent weight distributions were constructed. The main objective of the model is to evaluate diferent configurations and identify the ones that can give performance advantages. Step steer simulations ran at 40 km/h (64 mph) were analyzed to assess the dynamic performance of the vehicle for diferent configuration of the battery bank placement. For most iterations of powertrain location, considerable diferences in dynamic response were obtained and the handling balance was identified as Understeer contrary to a priori thoughs. Un- dersteer gradient, weight distribution for both axles, trajectory among other results of interest were observed in the simulations.The model allowed to showcase the effect of redistribution of weight on the dynamic behavior in this specific application. Among the main consequences lies the fact that battery distribution can affect the lifting of the internal rear tire and the detriment in turning effectiveness."--Tomado del Formato de Documento de Grado.Ingeniero MecánicoPregrado51 hojasapplication/pdfspaUniversidad de los AndesIngeniería MecánicaFacultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería Mecánicainstname:Universidad de los Andesreponame:Repositorio Institucional SénecaDesarrollo de un modelo computacional, simulación y análisis dinámico para un kart eléctrico : construcción de un modelo multicuerpo y análisis teóricoTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Texthttp://purl.org/redcol/resource_type/TPKarts (Automóviles)Vehículos eléctricosAutomóviles de carrerasCarrocerías de automóviles de carrerasIngenieríaPublicationTHUMBNAILu827269.pdf.jpgu827269.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7066https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/e8db8ff6-8353-4546-92df-faa965b07ccc/downloadbde170fc6f658fde157cf586c7e9451fMD55TEXTu827269.pdf.txtu827269.pdf.txtExtracted texttext/plain118851https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/2b9e3b35-0262-4faa-8c8f-f4144f2b7705/download2909395868bee53126a64924e658a7f2MD54ORIGINALu827269.pdfapplication/pdf6280565https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/c024a399-97ec-4f0d-a821-73eec42df208/download3d92858aa1a0a2672ef3777a0f924d64MD511992/45285oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/452852024-03-20 11:48:29.675https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdfopen.accesshttps://repositorio.uniandes.edu.coRepositorio institucional Sénecaadminrepositorio@uniandes.edu.co