Propuesta metodológica para el diseño y análisis de un monocasco Formula Student

Abstract

En el presente documento se realiza la explicación de la metodología utilizada para el diseño de un mono casco Formula Student basado en el reglamento del año 2020. Los valores obtenidos del modelado me diante software CAD (diseño asistido por computa dor) y el análisis por MEF (método de elementos finitos) sirven de base para este estudio. Los valores de masa, centro de gravedad y la geometría son los seleccionados, ya que aportan una mayor información, lo que ayuda a determinar puntos de optimización en el proceso de diseño. En el análisis MEF se determina los esfuerzos admisibles por el monocasco y que se encuentran dentro de los parámetros de seguridad, siendo el factor de seguridad mínimo admisible de 1,1. Del modelo obtenido se desarrolla dos lamina dos CFRP (laminado de fibra de carbono y resina epoxi) de los cuales el primero da un resultado de peso simulado de 38 kg, y la segunda configuración de laminado un resultado de 20 kg. Se somete el modelo con menor peso al análisis de esfuerzos, los resultados obtenidos son superiores a un chasis tubular, se toma como referencia un modelo monoplaza eléctrico del 2017.//This paper explains the methodology employed to design a Formula Student monocoque based on the regulations set forth in 2020. The values obtained from CAD (Computer Aided Design) modeling and FEM (Finite Element Method) analysis are the pillars of this study. The values of mass, center of gravity, and geometry have been specifically selected because they provide crucial information that aids in the iden tification of optimization points during the design process. The FEM analysis establishes the allowable stresses for the monocoque within the safety parame ters, with a minimum admissible safety factor of 1.1. Two CFRP laminates (Carbon Fiber Laminate and Epoxy Resin Laminate) are developed from the model obtained. The first one yields a simulated weight of 38 kg, and the second one a weight of 20 kg. A stress analysis was performed on the lighter-weight model, obtaining results superior to those of a tubular chas sis. A 2017 electric single-seater model is taken as a reference.