Diseño y análisis estático de un marco de triciclo delta con material compuesto PRFV para reducir su masa

Abstract

Los vehículos de tracción humana presentan una tendencia creciente debido a su alta demanda en el ámbito profesional como recreativo. Un criterio importante para el usuario es preferir vehículos de construcción ligera, factor relacionado a la masa, por ende, al material de fabricación. Por ello, los materiales compuestos actualmente se presentan como una alternativa en los vehículos de potencia humana, frente a los materiales utilizados actualmente; por tanto, el estudio desarrollado es acerca del componente de cuadro o marco de un vehículo no profesional impulsado por tracción humana estilo delta (HPV – Human Powered Vehicle). Este marco ha sido analizado con la matriz de un material compuesto liviano, constituido por la combinación de dos materiales de propiedades químicas y mecánicas diferentes, siendo en este caso, la matriz de Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio (PRFV). Sintetizada mediante el software CES EduPack la matriz isotrópica lineal se configura bajo 7 capas intercaladas entre “Fundición de resina poliéster rígida” de 0,25 mm (capa impar) y “Fibra de vidrio grado S” de 3,00 mm (capa par). Mediante el software SOLIDWORKS, se emplearon las nuevas propiedades mecánicas obtenidas para realizar un análisis estático aplicando las cargas distribuidas en la estructura del marco, comprobando que la relación entre densidad (2,36e3 kg/m3), masa (12,1246 kg) y soporte de esfuerzos es óptima en el desarrollo para la aplicación pertinente, pues se registró un esfuerzo máximo de 29,746 MPa sobre el límite elástico de 971,5 MPa; considerándose como una alternativa viable liviana de material compuesto.