DISEÑO DE UN VEHÍCULO DE PROPULSIÓN HUMANA TERRESTRE PARA LA COMPETENCIA SUR AMERICANA DE ASME 2018 / Design of a human powered land vehicle ASME South American Challenge 2018 - Vargas, Javier; Abud, Royni; González, Leonardo; Villareal, Ricardo; Hernández, Paul; Picón, Andrea (REDIELUZ, 2020)
RESUMEN Los vehículos de propulsión humana (HPV) para las competencias de la ASME internacional (HPVC), motiva, el diseño de vehículos ligeros en respuesta a las competencias de dicha prueba. De esta manera, el estudio técnico de este diseño se basó en cuatro áreas: ergonomía, transmisión, estructura y aerodinámica. Se realizó una prueba ergonómica para obtener geométricos que se ajustaron a las exigencias técnicas, asegurando la comodidad y buen desempeño en atención a las características de los pilotos. La geometría se aplica utilizando el enfoque de Patterson y Leone para garantizar un diseño con buenas cualidades de manejo. El objetivo de este estudio fue diseñar un vehículo de propulsión humana terrestre con dimensiones geométricas y cualidades de manejo adecuado, con los principios ingenieriles para el desarrollo de medios de transporte alternativo y sustentable. La metodología se inscribe en la modalidad de proyecto factible. El diseño y análisis del proyecto fue respaldado por software es computacionales CAD y CAE. Para obtener un arreglo geométrico resistente, se desarrolló una optimización topológica con las restricciones dadas por la prueba ergonómica, luego se recurrió a la simulación por metamodelo para obtener las especificaciones finales del chasis, basado en aluminio 6063 T5. Una vez que se definió la geometría, se desarrolló un carenado utilizando un enfoque aerodinámico para garantizar una buena reducción del arrastre por medio de la herramienta de CFD. Finalmente, se seleccionó a partir de la configuración disponible de tren de engranajes para la transmisión de dos etapas, pertinentes para proporcionar una mayor aceleración y velocidad máxima. ABSTRACT Design of Human Powered Vehicles (HPV) to compete in ASME International’s Human Powered Vehicle Challenge (HPVC), motivates design of lightweight vehicles capable to stand the event’s challenges. The technical study was based on four areas: ergonomics, transmission, structure and aerodynamics. An ergonomic test is made to design the geometry to fit to team member’s measures and adjust the pilot to an ergonomic position. Then the geometry is completed using the approach of Patterson and Leone to ensure a design with good handling qualities. The methodology for the design and analysis of the project was supported by CAD/CAE software. To achieve the mass reduction a topological optimization is done with the constraints given by the ergonomic test then metamodel simulation is used to obtain the final structure of the frame, which is made from aluminum 6063 T5. Once the geometry was defined the team developed a fairing using an airfoil approach to ensure a good drag reduction, using CFD software to analyze the results. Finally, the team selected from the available configuration of gear train to design the most suitable two stage transmission capable of give great acceleration and top speed.