Instituto Universitario de Investigación del Automóvil · • El tipo de fractura es similar en ambos casos. • El fallo se produce en la arista del útil de fijación. Tarea 5.1

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Instituto Universitario de Investigación del Automóvil

LITEBUSMODULAR LIGHTWEIGHT SANDWICH BUS CONCEPT

Contract Nº 031321 TST5 – CT -2006 – 031321

CONSORTIUM AGREEMENT made on 26-09-2006

• WP5- Crashworthiness (leader: UPM.

Preparado por:E. AlcaláR. Grimaldi

Exigencias estructurales en vehExigencias estructurales en vehíículos.culos.

Planificación del proyecto.

Zaragoza, Jueves 1 de octubre de 2009. Página 2

Gates

Styling

Engineering/ CAE

PrototypeBuild

PrototypeTesting

Project Schedule - Time = 36 Months

1

ConfirmVision

2

Agreeon Goals

3

ConfirmBus Concept

4

FunctionalVerification

6

ProductVerification

Capability-Building Phase Concept Concept Development

AD

VA

NC

ED D

EVEL

OPM

ENT

Package Development

Exterior Styling

Simulations,Digital Mock Ups,Digital assembly

1st Prototypes

Rollover Test

Integration Verification Prototype Verification

Durability TestsComponent Verification

Package

LiteBus “Front-loaded” Development Schedule


Consorcio.

• INEGI (Coordinator)• CaetanoBus.• Fibersensing.• CIMNE.• NTET.• Clausthal Univ.• SUNSUNDEGUI.• MAURI.• UP Madrid.• Giugiaro-Italdesign.• UP Milano.• U Oxford.• KTH.



Tarea 5.1 – Evaluación de los modos de fallo y desarrollo de criterios para los conceptos de materiales sandwich.

Tarea 5.2 – Generar información del comportamiento conjunto de material y uniones.

Tarea 5.3 – Desarrollar modelos de simulación de evaluación de la resistencia al vuelco para apoyo al diseño.

Tarea 5.4 – Análisis del comportamiento en vuelco de la superestructura.

WP-5 – Evaluación de la resistencia al vuelco.

Página 4Zaragoza, Jueves 1 de octubre de 2009.


Ensayo de flexión en viga biapoyada:

Actuador Hidráulico. Carrera máxima 220 mm. Equipado con célula de

carga y sensor LVDT.

Eje de acero recubierto con PVC para reducir el rozamiento.

Tarea 5.1 – Evaluación de los modos de fallo y desarrollo de criterios para los conceptos de materiales compuestos.



Grandes deformaciones elásticas.

Desplazamiento máximo del cilindro.

Deformación final.

Fractura + Delaminación.

Ensayos preliminares: Flexión en viga bi-apoyada.





Ensayos preliminares: Flexión en viga biapoyada.




5 configuraciones:

1. Fibra de vidrio.

2. Carbón y Fibra de vidrio

3. Carbón y Fibra de vidrio (Con capa de refuerzo del núcleo)

4. Carbón y Fibra de vidrio (mayor espesor)

5. Carbón y Fibra de vidrio (mayores dimensiones)

Célula de carga: 25 kNDistancia entre brida y punto de aplicación de la

carga 500 mm.



La rigidez puede modificarse fácilmente y ajustada a los requisitos específicos.



1 2 3 4 5


Ensayo a flexión. Dirección de apertura.

TUC Clausthal

INEGI

• El tipo de fractura es similar en ambos casos.• El fallo se produce en la arista del útil de fijación.




Ensayo a flexión. Dirección de apertura.

Energía absorbida hasta el fallo: • Muestra 3: 253 J• Muestra 11: 833 J




Ensayo a flexión. Dirección de cierre.

TUC Clausthal

• La fractura se produce antes en la muestra 5 bajo menor carga.

• El fallo se produce en la arista del útil de fijación. INEGI




Energía absorbida hasta el fallo: • Muestra 6: 756 J• Muestra 10: 1.470 J

Ensayo a flexión. Dirección de cierre.




Ensayos a flexión de pilares: Modelo MEF. Shell 281

Solid 95

Material exterior: • Secuencia de capas interiores: [0,0,0,±45,0]s.• Secuencia de capas exteriores: [±45, ±45, ±45,0, ±45]s.• Resina: Epikote L1100.• Contenido en Fibra: 50% by volume.

Material Interior: • Foam: H100 PSC PVC.

Tarea 5.3 – Modelos de simulación .



Pillar flexural test: Ansys FE Model

Tarea 5.3 – Modelos de simulación .



Procedimiento de ensayo:

Wire sensor

Load Cell




CerrandoAbriendo

Formación de rótula Deformación de unión.

Resultados de ensayo Pilar + unión.




Pletina y Perfil de acero.

Pilares con las mismas propiedades que los modelos de ensayo anteriores.









3 Ensayos con tres configuraciones diferentes de anillos:

•1 anillo 100% fibra de vidrio.

•2 Anillos con fibra de vidrio + fibra de carbono con las uniones de piso diseñadas.

Fibra de vidrio Fibra de vidrio + Fibra de carbono.

Ensayos de Anillos.




Wire 1

Wire 2

Wire 3

Load Cell

Procedimiento de ensayo.




Resultados de ensayo de anillo.




Modelo MEF:




Pultruded profile + steel joint

Lateral and roof panels

Secction pillars with carbon fiber + glass fiber

F

Análisis MEF de la sección LITEBUS bajo condiciones de vuelco


Load aplied to 73º



Análisis MEF de la sección LITEBUS bajo condiciones de vuelco

It’s preciso la validación mediante ensayo.




1.18

2.24

2.55Superestructura de composite: •Anillos fabricados de fibras de vidrio y carbono rellenos de foam. •Los paneles laterales y el techo están fabricados con resina epoxi y fibra de vidrio intercalados conFOAM (tecnología sándwich). •El suelo está fabricado con material SONOFLOR. •La zona de unión entre los pilares y el piso de butacas está formada por un perfil pultrusionado compuesto de resina y fibras de vidrio posicionadas longitudinalmente al vehículo y unas chapas de aceros unidas mediante soladura a la estructura de acero inferior. El SONOFLOR se apoya en una estructura de acero que continua hasta la zona de bodegas y bastidor




27

Instrumentación:•4 sensores de hilo colocados en la zona de la superestructura. •2 acelerómetros triaxiales de 50g centrados en la zona del piso de butacas y en la zona del piso de bodegas .•3 acelerómetros biaxiales de 50 y 10 g colocados en las esquinas del modulo.•2 inclinómetros colocados uno en la plataforma de vuelco y otro en la estructura.

4 hilos

2 Acelerometros triaxiales

3 Acelerometros biaxiales

4 Sensores de Hilo



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Energía cinética en el instante de contacto 8.990 J




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