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DISEÑO Y SIMULACIÓN DE UN SISTEMA DE SUSPENSIÓN PARA UN VEHÍCULO ELÉCTRICO DE CUATRO RUEDAS

Resumen

El presente proyecto tiene como propósito principal el diseño y la simulación del sistema de suspensión frontal y trasero, enfocados en las características propias de los vehículos eléctricos de cuatro ruedas. Para tal efecto, se hace un análisis de alternativas para elegir el conjunto de suspensión frontal-trasero que más se adecua a tales características, siendo ganador el conjunto McPherson para la suspensión delantera y el sistema eje torsional para la trasera. Así pues, para ambos sistemas, se realizan análisis geométricos, cinemáticos y cinéticos que buscan establecer las dimensiones principales de los miembros que conforman los sistemas y las fuerzas presentes en estos. En ese orden de ideas, el diseño cobra forma mediante el modelado geométrico en el software CAD Solidworks, para luego ser llevado al software ANSYS con el objetivo de validar su resistencia y rigidez mecánica mediante un análisis estructural estático por medio del método de elementos finitos. Por otra parte, se realiza la simulación vibratoria, por medio del software Matlab-Simulink, en el que se llevan el conjunto de ecuaciones diferenciales determinadas analíticamente y se analizan distintos escenarios concernientes a los ciclos de conducción a los que se ve sometido el vehículo cuando pasa por un bache o un resalto. Finalmente, los estudios geométricos permitieron establecer las dimensiones de los sistemas a partir del criterio del desgaste mínimo del neumático del vehículo, en el que el ángulo Camber presentó una variación en un rango de [-4°,4°]. Por su parte, la simulación vibratoria fue concluyente en que el sistema posee propiedades de rigidez y amortiguamiento necesarias para hacerlo estable ante las perturbaciones en estudio. Por último, el análisis estructural validó el diseño propuesto arrojando factores de seguridad mayores a 2, indicando que resiste correctamente las cargas impuestas.