Análisis termodinámico de un disco de freno automotriz con pilares de ventilación tipo NACA 66-209

Resumen

Introducción: El sistema de frenado de un automóvil debe trabajar en forma segura y predecible en cualquier circunstancia, lo cual implica disponer de un nivel estable de fricción, en cualquier condición de temperatura, humedad y salinidad del medio ambiente. Para un correcto diseño y operación de los discos de freno, es necesario considerar diferentes aspectos, tales como la geometría, el tipo de material, la resistencia mecánica, la temperatura máxima, la deformación térmica, la resistencia al agrietamiento, entre otros. Objetivo: En el presente trabajo se realizó el análisis del sistema de freno a partir del pedal como inicio de los cálculos de cinética y dinámica de los elementos constitutivos y de esta manera simular el comportamiento de un freno automotriz con pilares de ventilación tipo NACA 66-209. Metodología: El desarrollo de la investigación se llevó a cabo mediante la ejecución de un Análisis de Elementos Finitos (FEA) con la ayuda del Software SolidWorks Simulation, donde se llevó a cabo el modelo geométrico del disco con la finalidad de identificar los elementos sometidos a máximas variaciones de temperatura. Resultados: Los resultados obtenidos demuestran que con los cálculos matemáticos se logró validar el correcto funcionamiento de sistema de frenado a diferentes condiciones de operación, con lo que se pudo optimizar este tipo de geometría para los discos ayudando a la evacuación más rápida de calor respecto a otros tipos de frenos de disco. Conclusiones: Los resultados demuestran que estos sistemas trabajan en condiciones óptimas siempre garantizando altos niveles de seguridad y operación en comparación con otros tipos de geometrías, además de poder determinar sus condiciones de funcionamiento en diferentes condiciones de trabajo.
Palabras clave: Fricción, FEA, CFD, Frenos de Disco, Automóvil, NACA 66-209., Termodinámica

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Acerca de los Autores

Ricardo Andrés García-León, Universidad Francisco de Paula Santander. Ocaña (Colombia)
Ingeniero Mecánico de la Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña en 2014, Magister en Ingeniería Industrial de la Universidad de Pamplona, Colombia. Estudiante de doctorado en Ingeniería Mecánica del Instituto Politécnico Nacional de México. Vinculado desde el 2014 como coordinador del Grupo de Investigación INGAP, en el 2015 como docente catedrático del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Facultad de Ingenierías de la Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña. Investigador y coordinador de la línea de investigación Materiales y Procesos Industriales. Sus áreas de interés son principalmente el desarrollo de sistemas mecánicos, procesos industriales y materiales de ingeniería. 
Robert Dajjan Echavez Díaz, Universidad Francisco de Paula Santander. Ocaña (Colombia)
Ingeniero Mecánico de la Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña en 2017. Estudiante de Maestría en Ingeniería de Manufactura del Instituto Politécnico Nacional de México. Perteneció al semillero de investigación DETIMEC hasta el 2017. Adscrito al Grupo de Investigación INGAP. 
Eder Flórez Solano, Universidad Francisco de Paula Santander. Ocaña (Colombia)
Ingeniero Mecánico de la Universidad Francisco de Paula Santander, Magister en Ingeniería Mecánica de la Universidad del Táchira, Venezuela. Estudiante de doctorado en Ingeniería Mecánica. Vinculado desde el 2009 como docente tiempo completo y director del Grupo de Investigación INGAP. Sus áreas de interés son principalmente el desarrollo de sistemas mecánicos. 
Publicado
2018-09-04
Cómo citar
García-León, R., Echavez Díaz, R., & Flórez Solano, E. (2018). Análisis termodinámico de un disco de freno automotriz con pilares de ventilación tipo NACA 66-209. INGE CUC, 14(2), 9-18. Recuperado a partir de https://revistascientificas.cuc.edu.co/ingecuc/article/view/1721