Diseño y manufactura de un mecanismo DRS para un Salamandra 3

En el presente proyecto se llevó a cabo el desarrollo de un mecanismo DRS (Sistema de Reducción de Arrastre por sus siglas en inglés) para un Salamandra 3 (vehículo de competencia tipo prototipo que compite en el campeonato nacional automotriz) con el fin de mejorar el comportamiento aerodinámico de...

Full description

Autores:
Amórtegui Santofimio, Javier Alirio
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:1992/44433
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/1992/44433
Palabra clave:
Sistema de reducción de carga aerodinámica
Arrastre (Aerodinámica)
Alerones
Automóviles de carreras
Aerodinámica
Ingeniería
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description En el presente proyecto se llevó a cabo el desarrollo de un mecanismo DRS (Sistema de Reducción de Arrastre por sus siglas en inglés) para un Salamandra 3 (vehículo de competencia tipo prototipo que compite en el campeonato nacional automotriz) con el fin de mejorar el comportamiento aerodinámico de su alerón trasero. Para lograrlo, primero se llevó a cabo una simulación del comportamiento aerodinámico del flap del Salamandra utilizando el software XFLR5. Esto con el fin de estimar las cargas generadas por el flap. Posteriormente, se desarrollaron modelos matemáticos los cuales, mediante su implementación en Python utilizando funciones de optimización de la biblioteca Scipy, permitieron sintetizar y comparar diferentes tipos de mecanismos con distintos actuadores para posteriormente seleccionar el conjunto mecanismo - actuador que mejor se adaptaba a los requerimientos del proyecto en base a sus resultados. También se desarrollaron otros modelos matemáticos implementados en Python con el fin de sintetizar las configuraciones adicionales del mecanismo, en base a los requerimientos del cliente. Adicionalmente, se programó una simulación dinámica del mecanismo utilizando Python para determinar el tiempo de actuación, el comportamiento dinámico, y las cargas sufridas por los eslabones para cada una de las diferentes configuraciones del mecanismo. Con esa información, se realizaron cálculos de esfuerzo y fatiga sobre los eslabones del mecanismo y se determinó el material y la geometría más adecuados para estos. La información de la simulación también se utilizó para diseñar un soporte que fuera capaz de anclar el mecanismo al Salamandra, y soportar las cargas generadas por la operación de este. Por último, a través de la solevación de diferentes perfiles aerodinámicos simétricos, se diseñó una cobertura aerodinámica para el mecanismo, con el fin de reducir los efectos de este sobre el flujo de aire que llega al alerón.
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Para lograrlo, primero se llevó a cabo una simulación del comportamiento aerodinámico del flap del Salamandra utilizando el software XFLR5. Esto con el fin de estimar las cargas generadas por el flap. Posteriormente, se desarrollaron modelos matemáticos los cuales, mediante su implementación en Python utilizando funciones de optimización de la biblioteca Scipy, permitieron sintetizar y comparar diferentes tipos de mecanismos con distintos actuadores para posteriormente seleccionar el conjunto mecanismo - actuador que mejor se adaptaba a los requerimientos del proyecto en base a sus resultados. También se desarrollaron otros modelos matemáticos implementados en Python con el fin de sintetizar las configuraciones adicionales del mecanismo, en base a los requerimientos del cliente. Adicionalmente, se programó una simulación dinámica del mecanismo utilizando Python para determinar el tiempo de actuación, el comportamiento dinámico, y las cargas sufridas por los eslabones para cada una de las diferentes configuraciones del mecanismo. Con esa información, se realizaron cálculos de esfuerzo y fatiga sobre los eslabones del mecanismo y se determinó el material y la geometría más adecuados para estos. La información de la simulación también se utilizó para diseñar un soporte que fuera capaz de anclar el mecanismo al Salamandra, y soportar las cargas generadas por la operación de este. Por último, a través de la solevación de diferentes perfiles aerodinámicos simétricos, se diseñó una cobertura aerodinámica para el mecanismo, con el fin de reducir los efectos de este sobre el flujo de aire que llega al alerón.The current project shows the development of a DRS (Drag Reduction System) for a Salamandra 3 race car (prototype kind race car that participates in the Colombian automotive championship) with the purpose of improve the rear wing's performance. To reach this, first the aerodynamic behavior of the rear wing's flap was determined by computer simulations using XFLR5. Later some mathematics models where developed and implemented using Python. The comparison of different types of mechanism with different types of linear actuators and its later selection was possible due to the combination of those mathematical models with the use of Scipy optimization libraries. In consequence, it was possible to select the actuator - mechanism combination that better fits the project requirements. Additional mathematical models with the purpose of synthetize different mechanism configurations for closed flap position where developed. Additionally, a dynamic simulation of the mechanism behavior was developed using Python to determine mechanism's part's loads and actuation times. This was made for every mechanism configuration and with the loads information a strain analysis was made to select the appropriate shape and material of each mechanism part. In last place, some extra parts like the aerodynamic coverage with mechanism's drag reduction purposes where made.Ingeniero MecánicoPregrado92 hojasapplication/pdfspaUniversidad de los AndesIngeniería MecánicaFacultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería Mecánicainstname:Universidad de los Andesreponame:Repositorio Institucional SénecaDiseño y manufactura de un mecanismo DRS para un Salamandra 3Trabajo 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/TPSistema de reducción de carga aerodinámicaArrastre (Aerodinámica)AleronesAutomóviles de carrerasAerodinámicaIngenieríaPublicationhttps://scholar.google.es/citations?user=6mPjKkQAAAAJvirtual::13110-1https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000215880virtual::13110-1dfb722df-f96b-4bfa-bfd9-49a4fc1b6a32virtual::13110-1dfb722df-f96b-4bfa-bfd9-49a4fc1b6a32virtual::13110-1THUMBNAILu830535.pdf.jpgu830535.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg8256https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/ded4d7ac-9602-4e74-817f-4acba1d730a6/download57e23e8df346ff977c91111c79921555MD55TEXTu830535.pdf.txtu830535.pdf.txtExtracted texttext/plain139466https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/b0317af8-16df-4f25-a6ee-bca424d58b46/download23d3906db859f5f15c8f75c0636fc11cMD54ORIGINALu830535.pdfapplication/pdf5873042https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/d3d3953c-48fd-48c1-b051-fba38ac75af0/download6bba17016757c8391887ec7a41b128dbMD511992/44433oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/444332024-03-13 14:51:23.731https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdfopen.accesshttps://repositorio.uniandes.edu.coRepositorio institucional Sénecaadminrepositorio@uniandes.edu.co