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Estimación del Daño por Fatiga Inducida por Vibraciones en un Brazo de Suspensión de Vehículo de Oruga en Ubicaciones Críticas Bajo Excitaciones Aleatorias en Tiempo Real

Autores: Khan, Ayaz Mahmood; Khalil, Muhammad Shahid; Azad, Muhammad Muzammil

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Estimación del Daño por Fatiga Inducida por Vibraciones en un Brazo de Suspensión de Vehículo de Oruga en Ubicaciones Críticas Bajo Excitaciones Aleatorias en Tiempo Real


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Vibración aleatoria probabilística
Vehículo de orugas
Brazo de suspensión
Daño por fatiga
Densidad espectral de potencia
Respuesta de tensión

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La vibración aleatoria probabilística puede acelerar el desgaste de varios componentes del vehículo de orugas, incluyendo el sistema de orugas, la transmisión y la suspensión. La exposición prolongada a altos niveles de vibración puede causar daños estructurales en el chasis del vehículo y otros componentes críticos. Evaluar la vibración aleatoria en vehículos de orugas requiere un enfoque integral que considere tanto las causas raíz como las posibles consecuencias de las vibraciones. Esta vibración aleatoria influye significativamente en el rendimiento estructural del brazo de suspensión, que es un componente clave del vehículo de orugas. El daño debido a la fatiga se calcula convencionalmente utilizando señales cargadas en el dominio del tiempo con datos de tensión o deformación. Este enfoque generalmente es válido cuando la carga es periódica por naturaleza, pero no es una buena opción cuando está en proceso la resonancia dinámica. En este caso, se utiliza un análisis de vida por fatiga en el dominio de la frecuencia, donde las cargas y respuestas aleatorias se caracterizan utilizando un concepto llamado densidad espectral de potencia (PSD). El artículo de investigación actual investiga las características del daño por fatiga de un brazo de suspensión de vehículo de orugas considerando las cargas dinámicas inducidas al transitar por terrenos lisos y ásperos. El análisis se centra en evaluar el daño y la respuesta de tensión de la excitación basada en el suelo de la densidad espectral de potencia (PSD), que se denomina aceleración PSD-G. Se utiliza un enfoque basado en el Método de Elementos Finitos Cuasi Estático para simular las condiciones operativas experimentadas por el brazo de suspensión. A través de simulaciones numéricas exhaustivas, se examinan los patrones de acumulación de daño por fatiga, proporcionando información sobre la integridad estructural y la durabilidad del rendimiento del brazo de suspensión bajo diversos escenarios operativos. Los datos de respuesta de tensión PSD obtenidos y el daño por fatiga mostraron que la respuesta en terreno áspero exhibe tensiones más altas en el brazo de suspensión. Las tensiones acumuladas en el caso de terreno áspero pueden provocar fallos frágiles en ubicaciones críticas específicas. Esta investigación contribuye al avance en las estrategias de diseño y optimización para los componentes del vehículo de orugas, mejorando su fiabilidad y longevidad en entornos operativos exigentes.

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