Desarrollo de un Modelo Avanzado de Simulación de Desgaste para un Neumático Slick de Carreras Bajo Carga de Aceleración Dinámica
Autores: Ly, Alfonse; Yoon, Christopher; Caruana, Joseph; Ibrahim, Omar; Goy, Oliver; El-Gindy, Moustafa; El-Sayegh, Zeinab
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Desarrollo de un Modelo Avanzado de Simulación de Desgaste para un Neumático Slick de Carreras Bajo Carga de Aceleración Dinámica
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Desarrollo
Modelo de desgaste de neumáticos
Técnicas de elementos finitos
Pruebas experimentales
Modelo de alta fidelidad
Teoría de desgaste de Archard
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio investiga el desarrollo de un modelo de desgaste de neumáticos utilizando técnicas de elementos finitos. Se realizaron pruebas experimentales utilizando el neumático slick Hoosier R25B montado en un dinamómetro Mustang (MD-AWD-500) en el Centro de Excelencia Automotriz, Oshawa, Ontario, Canadá. Se llevó a cabo un procedimiento general de aceleración/desaceleración hasta que la batería se agotó por completo. Se desarrolló un modelo de neumático de elementos finitos de alta fidelidad utilizando Virtual Performance Solution de ESI Group, parte de Keysight Technologies, incorporando pruebas de material altamente detalladas y modelado constitutivo para simular el complejo comportamiento mecánico del neumático. Junto con un modelo de elementos finitos, se implementa algorítmicamente la teoría de desgaste de Archard para determinar la tasa de desgaste y pérdida de volumen del neumático durante sus procedimientos de aceleración y desaceleración. Una aplicación novedosa que utiliza una teoría de desgaste modificada incorpora la dependencia de la temperatura de la dureza de la banda de rodadura para medir el desgaste del neumático. Las pruebas experimentales muestran que el neumático pierde 3.10 g de masa en 45 minutos de prueba. Los resultados del modelo de elementos finitos desarrollado para el desgaste de neumáticos sugieren una alta correlación con los valores experimentales. Este estudio demuestra la capacidad del modelo simulado para predecir patrones de desgaste, su habilidad para cuantificar la degradación del neumático bajo condiciones de carga dinámica y proporciona valiosos conocimientos para optimizar el rendimiento y la estimación del desgaste.
Descripción
Este estudio investiga el desarrollo de un modelo de desgaste de neumáticos utilizando técnicas de elementos finitos. Se realizaron pruebas experimentales utilizando el neumático slick Hoosier R25B montado en un dinamómetro Mustang (MD-AWD-500) en el Centro de Excelencia Automotriz, Oshawa, Ontario, Canadá. Se llevó a cabo un procedimiento general de aceleración/desaceleración hasta que la batería se agotó por completo. Se desarrolló un modelo de neumático de elementos finitos de alta fidelidad utilizando Virtual Performance Solution de ESI Group, parte de Keysight Technologies, incorporando pruebas de material altamente detalladas y modelado constitutivo para simular el complejo comportamiento mecánico del neumático. Junto con un modelo de elementos finitos, se implementa algorítmicamente la teoría de desgaste de Archard para determinar la tasa de desgaste y pérdida de volumen del neumático durante sus procedimientos de aceleración y desaceleración. Una aplicación novedosa que utiliza una teoría de desgaste modificada incorpora la dependencia de la temperatura de la dureza de la banda de rodadura para medir el desgaste del neumático. Las pruebas experimentales muestran que el neumático pierde 3.10 g de masa en 45 minutos de prueba. Los resultados del modelo de elementos finitos desarrollado para el desgaste de neumáticos sugieren una alta correlación con los valores experimentales. Este estudio demuestra la capacidad del modelo simulado para predecir patrones de desgaste, su habilidad para cuantificar la degradación del neumático bajo condiciones de carga dinámica y proporciona valiosos conocimientos para optimizar el rendimiento y la estimación del desgaste.