ANÁLISIS DE UNA TABLA DE DOWNHILL, SKATE UTILIZANDO MATERIALES COMPUESTOS MEDIANTE EL MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS

Abstract

En este trabajo se presenta un análisis mediante el método de elementos finitos de una tabla de downhill skate, deporte de gravedad que consiste en el desplazamiento de un corredor sobre una tabla a través de pistas con grandes pendientes y velocidades que pueden superar los 100 km/hr. El procedimiento considera el caso de mayor solicitación en un escenario de competencia para un corredor de 80 [Kg] de masa y que se desplaza a través de una curva con el radio máximo permitido según el manual de carreteras para Chile [1], con una velocidad de 120 km/hr. El análisis se enfoca en el proceso de laminación, técnica utilizada actualmente para la fabricación de este tipo de artículos deportivos [2]. Madera, fibra de vidrio, fibra de carbono y resina epóxica son los materiales que han sido considerados para el estudio de la mejor configuración de laminación que cumpla con un factor de 2 sobre la carga dinámica aplicada sobre la tabla por el corredor, no sobrepasando un límite de deflexión correspondiente a 21 mm [2]. Para la correcta modelación de los materiales compuestos laminados, se validó la metodología de trabajo utilizando el software ANSYS en su módulo de análisis Static Structural [3] y la investigación de Dulgheru et al. [4]. De los resultados se comprobó el correcto desempeo de la herramienta layered section (errores no superiores al 2%), la cual permite modelar cuerpos laminados considerando el número de láminas, su material, espesor y orientación con respecto al eje longitudinal del cuerpo. Se simuló el estado de carga del cuerpo laminado para 3 casos, una tabla laminada sólo con madera, una tabla laminada con madera y refuerzos de fibra de vidrio y una tabla laminada con madera y refuerzos de fibra de carbono. La elección final se determinó utilizando una herramienta de comparación cualitativa (Matriz de Pugh), a través de la cual se comprobó que el cuerpo laminado a partir de 5 láminas de madera y un refuerzo de fibra de carbono, es la configuración más adecuada para el caso estudiado.