Optimización de los parámetros de diseño del larguero delantero de un vehículo orientado a incrementar su capacidad de absorción de energía ante un impacto frontal.

Abstract

Ante las cada vez más estrictas regulaciones gubernamentales en materia de emisiones de gases contaminantes, la industria automotriz se encuentra al borde de una revolución tecnológica para volverse, en el mediano plazo, totalmente electrificada. Para darle frente a los líderes en la fabricación y venta de vehículos eléctricos como son Tesla o Rivian, los fabricantes de autos evalúan la factibilidad de transformar sus modelos actuales a gasolina en versiones eléctricas, buscando economizar tiempo de diseño y desarrollo al utilizar la misma estructura, pero remplazando el tren motriz a gasolina por una motorización eléctrica; tomando ventaja a su vez del prestigio y aceptación que un determinado vehículo ya tiene en los consumidores para potencializar su comercialización.

Sin embargo, el uso de un tren motriz eléctrico resulta en autos más pesados, siendo estos aproximadamente 32% más pesados que sus predecesores a gasolina, lo que supone un mayor riesgo para los peatones, ciclistas, motociclistas y vehículos más livianos ante una colisión. En ese sentido, la presente investigación está orientada a mejorar la resistencia al impacto y reducir el peso de la carrocería mediante la optimización de los parámetros de diseño del larguero frontal como son el material, espesor, así como la distancia entre los puntos de soldadura de las láminas que lo conforman a través de un arreglo ortogonal L16 y cuyos efectos en la absorción de energía, fuerza máxima y media de impacto, fueron evaluados por medio de un análisis explícito no lineal con ayuda del método de elemento finito usando RADIOSS para su solución.

Cómo resultado de este estudio se tiene que es posible aumentar la capacidad de absorción de energía mientras que a su vez se disminuye el peso del larguero mediante la modificación de sus parámetros iniciales de diseño y sin modificar la geometría o la superficie del larguero, por lo que no se requieren cambios en los herramentales del proceso de estampado dando como resultado un bajo costo de implementación.