An associate professor from RUDN University developed a computer model that describes all types of vehicle body damage caused by fatigue failure

An associate professor from RUDN University developed a computer model that describes all types of vehicle body damage caused by fatigue failure

Un profesor de RUDN University desarrolló un modelo computacional que describe completamente el daño que ocurre en la carrocería de automóviles por fatiga de materiales. El experimento computacional demostró que en carreteras irregulares, la velocidad baja provoca daños más graves en la carrocería que la velocidad promedio. Este descubrimiento ayudará a evaluar con mayor precisión la resistencia de los vehículos a las cargas. El artículo fue publicado en la revista Simulation Modeling Practice and Theory.

Debido a irregularidades en las carreteras, los automóviles están sujetos a cargas dinámicas ocasionando fatiga de materiales, es decir, una exposición frecuente a estas cargas conduce a la formación de microgrietas, las piezas y los cordones de soldadura se deterioran entre ellos gradualmente. La carrocería de un automóvil es la base de toda la estructura y la carga principal recae sobre ella. El deterioro de los cordones de soldadura de la carrocería afecta a la resistencia al impacto de todo el vehículo y esto puede causar averías. La resistencia a la fatiga se puede probar experimentalmente. Sin embargo, esto requiere materiales y un sitio especialmente equipado para las pruebas. Por consiguiente, un profesor de RUDN University desarrolló un modelo matemático que describe cómo se deterioran los cordones de soldadura por fatigas. El modelo permitirá probar la resistencia de los automóviles a tales daños sin llevar a cabo experimentos costosos.

El profesor y su equipo de científicos desarrollaron el modelo usando el método de sistema multicuerpo. Este método se usa para describir la interacción de las partes de un sistema, las cuales se mueven una relativa a la otra. Luego, los científicos crearon una simulación computacional en la que el «automóvil» se movía por carreteras con diferentes niveles de rugosidad y a diferentes velocidades. Por ejemplo, en la carretera «B», una pista casi perfectamente lisa, el automóvil se movió a una velocidad de 50, 70 y 90 km/h, y en la carretera «E», la más «desgastada», a una velocidad de 5, 10 y 15 km/h. Se realizaron 12 experimentos en total con cuatro tipos de carreteras y usando tres velocidades distintas en cada una.

«Durante la simulación, medimos la fuerza y el impulso en todos los puntos de unión del sistema de suspensión, existiendo un total de 12 puntos donde el sistema de suspensión transfiere la carga a la carrocería. Cada uno de estos 12 puntos estuvo influenciado por seis componentes de fuerza e impulso. Como resultado, se obtuvieron 72 valores, cuyos cambios debieron calcularse para cada experimento», explicó Kazem Reza Kashizade, Profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica e Instrumentación de la Academia de Ingeniería de RUDN University.

El resultado del experimento fue que en las carreteras con baches, las velocidades bajas causan más daño a la carrocería que las velocidades promedio. Por ejemplo, en la carretera «E» con una velocidad de 5 km/h, se dañaron 100 cordones de soldadura. En la misma carretera con velocidad de 15 km/h, aproximadamente 50 cordones de soldadura se deterioraron, y a una velocidad de 10 km/h, solo 40. Además, la parte delantera de la carrocería sufrió, en promedio, dos veces más daños que la parte trasera en todas las carreteras con las diferentes velocidades. Los científicos de RUDN University también descubrieron que el tamaño de la soldadura por punto, el lugar donde dos partes metálicas se unen entre sí, afecta a la vida útil del cuerpo. A medida que aumenta el diámetro de la soldadura por punto, la carrocería del automóvil no se vuelve más resistente y duradera.

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