Análisis de esfuerzos, rediseño y construcción de una manigueta de freno de un vehículo L3

Abstract

El 28.5% de vehículos matriculados en el Ecuador son motocicletas en el 2021, las motocicletas además son herramientas de deportes extremos, en este tipo de deportes al estar expuesto a colisiones una de las partes más frecuentes de ruptura son las maniguetas, por lo que el tema se centró en un análisis de esfuerzos, rediseño y construcción de una manigueta de freno ya que los diseños originales cuentan con un factor de seguridad muy bajo de 1.00. Para la realización de este estudio se utilizó un vehículo L3 de precedencia China. Con la ayuda del método experimental-cuantitativo, se graficó de manera exacta la manigueta en un software CAD/CAE para posteriormente en el software de elementos finitos realizar una simulación de esfuerzos máximos. Se corroboró esta información con ensayos: Charpy y de Compresión. Con los datos obtenidos se rediseñó la pieza y se creó prototipos con diferentes parámetros geométricos: largo total de la pieza, ancho de la zona crítica y ángulo del punto de pivote. Se obtuvo una reducción en la deformación de 0.27 mm y un aumento 0.5 en el factor de seguridad, en comparativa con la pieza original de fábrica D0. A través de maquinaria CNC se construyó la pieza y sometió al rediseño a los ensayos mecánicos previamente realizados, y se obtuvo una mejora en el ensayo de compresión de 215 psi, además se logró un aumento de 0.40 Kg*m en el ensayo de Impacto Charpy. 28.5% of vehicles registered in Ecuador are motorcycles in 2021, motorcycles are also extreme sports tools, in this type of sports, when exposed to collisions, one of the most frequent parts of rupture are the handles, so the subject focused on a stress analysis, redesign and construction of a brake lever since the original designs have a very low safety factor of 1.00. To carry out this study, an L3 vehicle of Chinese precedence was used. With the help of the experimental-quantitative method, the crank was accurately plotted in a CAD/CAE software to later perform a maximum stress simulation in the finite element software. This information was corroborated with tests: Charpy and Compression. With the data obtained, the piece was redesigned, and prototypes were created with different geometric parameters: total length of the piece, width of the critical zone and angle of the pivot point. A reduction in deformation of 0.27 mm and an increase of 0.5 in the safety factor were obtained, in comparison with the original factory part D0. Through CNC machinery, the piece was built and subjected to the redesign to the mechanical tests previously carried out, and an improvement was obtained in the compression test of 215 psi, in addition, an increase of 0.40 Kg*m was achieved in the Charpy Impact test.