Dinámica del Automóvil - Universitat Politècnica de Catalunya

Última modificación: 20-05-2016
240AU017 - Dinámica del Automóvil
Unidad responsable:
240 - ETSEIB - Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona
Unidad que imparte:
712 - EM - Departamento de Ingeniería Mecánica
Curso:
2016
Titulación:
MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA DE AUTOMOCIÓN (Plan 2012). (Unidad docente
Obligatoria)
MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA INDUSTRIAL (Plan 2014). (Unidad docente Optativa)
Créditos ECTS:
6
Idiomas docencia:
Castellano
Profesorado
ANA BARJAU CONDOMINES
Responsable:
Horario de atención
Horario:
Lunes y miércoles, 17:00-18:00
Capacidades previas
Conocimiento de la cinemática y la dinámica (formulación vectorial) de sólido rígido.
Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura
Específicas:
1. Aplicar conocimientos de matemáticas, física y tecnologías obtenidos mediante estudio, experiencia y práctica, con
razonamiento crítico para establecer soluciones viables económicamente a problemas técnicos en el sector de la
Automoción
2. Realizar, presentar y defender un ejercicio original realizado individualmente ante un tribunal universitario,
consistente en un proyecto integral de Ingeniería de Automoción de naturaleza profesional en el que se sinteticen las
competencias adquiridas en las enseñanzas
Genéricas:
3. Capacidad para aplicar conocimientos adecuados de aspectos matemáticos, analíticos, científicos, instrumentales,
tecnológicos y de gestión, en la resolución de los problemas propios del sector de la automoción
4. Desarrollar las habilidades del aprendizaje autónomo para mantener y mejorar las competencias propias de la
Ingeniería de Automoción, que permitan el desarrollo continuo de la profesión
Transversales:
5. TRABAJO EN EQUIPO: Ser capaz de trabajar como miembro de un equipo interdisciplinar, ya sea como un miembro
más o realizando tareas de dirección, con la finalidad de contribuir a desarrollar proyectos con pragmatismo y sentido
de la responsabilidad, asumiendo compromisos teniendo en cuenta los recursos disponibles.
6. USO SOLVENTE DE LOS RECURSOS DE INFORMACIÓN: Gestionar la adquisición, la estructuración, el análisis y la
visualización de datos e información en el ámbito de especialidad, y valorar de forma crítica los resultados de dicha
gestión.
Metodologías docentes
Clases magistrales.
Sesiones pràcticas onligatorias de reslución e implementación de problemas en el aula informática en grupos de dos
personas.
Objetivos de aprendizaje de la asignatura
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Objetivos generales:
Analizar las características cinemáticas y dinámicas de vehículos con sistema de dirección único.
Objetivos específicos:
Describir con precisión la cinemática conjunta de chasis y ruedas de un vehículo con sistema de dirección único.
Aplicar de forma rigurosa las leyes y teoremas de la dinámica de sólido rígido al caso de vehículos en movimiento (tanto
en régimen estacionario como en régimen transitorio).
Analizar la respuesta de vehículos a cambios en los parámetros asociados al control.
Horas totales de dedicación del estudiantado
Dedicación total: 150h
Horas grupo grande:
0h
0.00%
Horas grupo mediano:
36h
24.00%
Horas grupo pequeño:
18h
12.00%
Horas actividades dirigidas:
0h
0.00%
Horas aprendizaje autónomo:
96h
64.00%
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Contenidos
1. Cinemática de vehículos
Dedicación: 22h
Grupo grande/Teoría: 4h
Grupo mediano/Prácticas: 4h
Aprendizaje autónomo: 14h
Descripción:
Movimiento general del chasis respecto al suelo, movimiento general de una roda directriz respecto al chasis.
Convenios de ejes. Modelos de 2 y 3 Grados de Libertad,
Cinemática del vehículo sin suspensión:
· Con dos ruedas directrices; inestabilidad de la marcha hacia atrás.
· Con cuatro ruedas directrices.
· Con ruedas omnidireccionales.
· Sin ruedas directrices y con chasis articulado.
· Con remolque.
Actividades vinculadas:
Clases interactivas, resolución de problemas, ejercicio para entregar.
Objetivos específicos:
Aprender a deducir la cinemática del chasis a partir del tipo de rueda del vehículo; determinar la matriz
jacobiana.
2. Dinámica de ruedas convencionales
Dedicación: 22h
Grupo grande/Teoría: 4h
Grupo mediano/Prácticas: 4h
Aprendizaje autónomo: 14h
Descripción:
Ecuaciones fundamentales de la dinámica: 2a ley de Newton, Teorema de la Cantidad de Movimiento, Teorema
del Momento Cinético.
Fuerzas de interacción rueda-suelo:
· Caso ideal: contacto puntual.
· Caso real: torsor del contacto multipuntual, modelo lineal.
Dinámica de ruedas sin/con inercia, motrices/no motrices.
Actividades vinculadas:
Clases interactivas, resolución de problemas.
Objetivos específicos:
Entender el origen de las fuerzas y momentos que se transmiten al chasis.
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3. Determinación experimental de los parámetros Dedicación: 10h
dinámicos del vehículo
Grupo grande/Teoría: 2h
Grupo mediano/Prácticas: 2h
Aprendizaje autónomo: 6h
Descripción:
Masa, posición del centro de inercia G, tensor de inercia en G.
Medida estática: masa y posición de G.
Medida dinámica: tensor de inercia del chasis en G; tensor de inercia de una rueda respecto a su centro C.
Actividades vinculadas:
Clases interactivas, resolución de problemas.
Objetivos específicos:
Aprender a diseñar experimentos para determinar las características inerciales de los vehículos.
4. Dinámica del vehículo sin suspensión:
movimiento longitudinal
Dedicación: 22h
Grupo grande/Teoría: 4h
Grupo mediano/Prácticas: 4h
Aprendizaje autónomo: 14h
Descripción:
Método de las Potencias Virtuales.
Movimiento de frenada y de aceleración en terreno llano.
Movimeinto en carretera cóncava y convexa.
Actividades vinculadas:
Clases interactivas, resolución de problemas, ejercicio para entregar.
Objetivos específicos:
Estudiar los aspectos más relevantes de la dinámica longitudinal en función de la tracción (delantera, trasera,
cuatro ruedas).
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5. Dinámica del vehículo sin suspensión:
movimiento en curva
Dedicación: 22h
Grupo grande/Teoría: 4h
Grupo mediano/Prácticas: 4h
Aprendizaje autónomo: 14h
Descripción:
Ecuaciones del movimiento del vehículo en curva. Aproximación lineal.
Régimen estacionario (celeridad, ángulo de dirección y rotación constantes): subviraje y sobreviraje.
Régimen transitorio: velocidad crítica y estabilidad.
Actividades vinculadas:
Clases interactivas, resolución de problemas, ejercicio para entregar.
Objetivos específicos:
Estudiar el movimiento en curva de un vehículo y analizar la sensibilidad a los parámetros que intervienen.
6. Dinámica del vehículo sin suspensión: efecto
de perturbaciones laterales, respuestas
temporales y frecuenciales
Dedicación: 30h
Grupo grande/Teoría: 6h
Grupo mediano/Prácticas: 6h
Aprendizaje autónomo: 18h
Descripción:
Respuesta a fuerzas de perturbación laterales: punto neutro de dirección y margen estático.
Respuestas transitorias a excitaciones impulsionales de las variables de control (ángulo de dirección y velocidad
longitudinal).
Respuestas estacionarias a excitaciones sinusoidales de las variables de control (ángulo de dirección y velocidad
longitudinal).
Actividades vinculadas:
Clases interactivas, resolución de problemas, ejercicio para entregar.
Objetivos específicos:
Analizar el efecto de diversas entradas (fuerzas y control) sobre el movimiento del vehículo.
Sistema de calificación
NEP = Nota examen parcial
NEF = Nota examen final
NL = Nota de las entregasNTM1 = Nota del trabajo monográfico 1
NTM2 = Nota del trabajo monográfico 2
Nota final = 0,2 NP + 0,1 NL + 0,2 NTM1 + 0,2 NTM2 + 0,3 NF
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Normas de realización de las actividades
Los exámenes constarán en general de una parte teórica y de una parte práctica. Se permitirá el uso de un formulario
oficial.
Los ejercicios para entregar corresponderán a breves informes de las prácticas que habrá que enviar a través del campus
digital. Habrá un mínimo de 3 y se realizarán en pareja.
Los trabajos monográficos constituirán un rersumen de todo lo que se habrá aprendido durante el curso. Uno de ellos
(TM1) consistirá en el estudio de un movimiento, bajo distintas condiciones, de un vehículo real (cuyos parámetros
dinámicos habrá que buscar en la literatura). Cada grupo deberá trabajar sobre un vehíclo distinto i definirá las
condiciones del estudio. La propuesta será analizada por el profesorado y, eventualmente, modificada bajo sus
indicaciones. El otro trabajo (TM2) estará relacionado con los requisitos de diseño de distintos tipos de vehíoulos, y será
propuesto directamente por el profesorado. No habrá que entregar informes escritos pero habrá que hacer una
exposición oral de 15 minutos para cada trabajo.
Bibliografía
Básica:
Abe, Masato. Vehicle handling dynamics : theory and application [en línea]. Amsterdam: Elsevier Ltd, 2009 [Consulta:
11/12/2013]. Disponible a: <http://www.sciencedirect.com/science/book/9781856177498>. ISBN 9781856177498.
Gillespie, T. D. Fundamentals of Vehicle Dynamics. 4th ed. Warrendale, PA: SAE, 1992. ISBN 1560911999.
Jazar, Reza N. Vehicle Dynamics. Theory and Application. New York: Springer, 2008. ISBN 9780387742434.
Genta, Giancarlo. Motor Vehicle Dynamics : Modeling and Simulation.. Singapore: World Scientific, 1997. ISBN
9789810229115.
Otros recursos:
Diapositivas de las clases teóricas y enunciados de problemas y cuestiones (Campus Digital).
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