Diseño de un chasis por elementos finitos para un GoKart

Abstract

En la búsqueda de alternativas ecológicas en la movilidad, el diseño de chasis para GoKart eléctricos como un área de estudio crucial. Este articulo presenta un análisis integral del diseño y la optimización del chasis del GoKart eléctrico utilizando el análisis de elementos por elementos finitos (FEA) con el software ANSYS. Se evaluaron las propiedades mecánicas del aluminio 6061, destacando su resistencia a la tracción, módulo de elasticidad, resistencia a la fatiga y ductilidad, esenciales para garantizar un equilibrio óptimo entre peso, durabilidad y rendimiento. El estudio se enfoca en las competencias de kartismo en Quito, Ecuador, en el “Kartódromo de dos hemisferios”, y se realiza exclusivamente mediante simulación de software, evitando la construcción física del chasis. Se llevaron a cabo simulaciones bajo diferentes condiciones de carga, incluyendo curvas abiertas, cerradas y en “S”, para evaluar la deformación total, la tensiónequivalente (Von Mises) y el factor de seguridad del chasis. Los resultados muestran que la deformación máxima se encuentra en la parte central de la estructura, con un valor de 0,535445 mm, y la máxima tensión se localiza en los soportes del eje, con un valor de 74,151 MPa. El análisis de fatiga y factor de seguridad proporcionan información crucial para asegurar la integridad estructural del chasis bajo condiciones dinámicas extremas. In the quest for ecological mobility alternatives, the design of chassis for electric GoKart is a crucial area of study. This article presents a comprehensive analysis of the design and optimization of the electric GoKart chassis using Finite Element Analysis (FEA) with ANSYS software. The mechanical properties of Aluminum 6061 were evaluated, highlighting its tensile strength, modulus of elasticity, fatigue resistance, and ductility, which are essential for ensuring an optimal balance between weight, durability, and performance. The study focuses on karting competitions in Quito, Ecuador, at the “Kartódromo de los hemisferios,” and is conducted exclusively through software simulations, avoiding the physical construction of the chassis. Simulations were conducted under different load conditions, including open, closed, and "S" curves, to evaluate the total deformation, equivalent stress (Von Mises), and the safety factor of the chassis. The results show that the maximum deformation is located in the central part of the structure, with a value of 0.535445 mm, and the maximum stress is located in the axle supports, with a value of 74.151 MPa. The fatigue analysis and safety factor provide crucial information to ensure the structural integrity of the chassis under extreme dynamic conditions.