Prueba de choque para coches solares ligeros de 4 plazas

Investigadores de la Universidad de Bolonia llevaron a cabo simulaciones de accidentes para calificar un novedoso vehículo de pasajeros de 350 kg con energía solar para la próxima edición del Bridgestone World Solar Challenge (BWSC) de 3.000 kilómetros en todo el continente australiano.

23 de mayo de 2024 Valerie Thompson

Un equipo de investigación de Italia Universidad de Bolonia Realizó simulaciones de choque para calificar un novedoso coche de 4 plazas propulsado por energía solar que participará en los 3.000 kilómetros. Bridgestone World Solar Challenge (BWSC) en todo el continente australiano.

El vehículo solar eléctrico, llamado Emilia 5, es una entrada de clase Cruiser en el evento BWSC 2025. La clase Cruiser es una de las tres categorías de automóviles solares del evento bienal que los organizadores crearon para alentar los autos conceptuales con «características innovadoras, sostenibles y potencialmente prácticas que podrían encontrar su camino en el diseño del mundo real».

Emilia 5 mide 4.500 mm x 1.510 mm x 1.230 mm y pesa sólo 350 kg. El motor tiene una velocidad máxima de 120 km/h. Está alimentado por paneles solares fotovoltaicos del fabricante italiano de módulos. solbianoque utiliza maxeón células. El chasis del coche está fabricado de plástico reforzado con fibra de carbono (CFRP).

Se trata del quinto modelo realizado por el equipo italiano Onda Solare y el tercero en colaboración con la Universidad de Bolonia. “El equipo empezó a competir en 2003 con su primer vehículo, que fue una bicicleta solar. La Universidad de Bolonia se incorporó en 2013 con el Emelia 3, un vehículo de la Clase Challenger. El siguiente coche, Emelia 4, era un vehículo de clase Cruiser. Ganó el American Solar Challenge 2018 y el iLumen European Solar Challenge 2021”, dijo el líder de investigación Giangiacomo Minak.dijorevista pv.

Minak señaló que Emilia 5 tiene algunos de los mismos elementos que Emilia 4, como el sistema de propulsión, que el propio equipo diseñó. “La novedad es el uso de material de fibra de carbono reciclado en las piezas utilizadas en la parte delantera y trasera del vehículo. También utilizamos moldes reciclados. El interior es más espacioso y confortable para cuatro pasajeros. Las aberturas de las puertas están diseñadas para acomodar a pasajeros con discapacidades físicas”, dijo Minak.

“Además, modificamos el diseño para soportar fuertes vientos cruzados. A pesar de los cambios, la aerodinámica será al menos tan buena como la del Emelia 4. El color será rojo Ferrari”, dijo Minak, añadiendo que el grupo recibió recientemente financiación del Centro Nacional Italiano para la Movilidad Sostenible (MOST), que cuenta con el apoyo de por elPrograma NextGenerationEU.

Las simulaciones de choque involucraron tres pruebas obligatorias: una prueba de impacto frontal, una prueba de impacto lateral y la prueba de impacto por vuelco. El equipo utilizó el software Ansys LS-Dyna 2023 R1 y LS-Dyna R13. Este último se utilizó para generar cinturones de seguridad y medir la intrusión dentro de la cabina.

Refiriéndose a la aerodinámica del vehículo, que le permite alcanzar velocidades comparables a las de los vehículos de carretera, los investigadores afirmaron que no es descabellado que pueda encontrarse en una situación comparable a las pruebas de choque similares a las que realizan los vehículos de carretera pequeños como los urbanos. los coches están sometidos.

Para las simulaciones de impacto se necesitaron muchos recursos computacionales, ya que fue necesario verificar casi todo el vehículo, incluidos los asientos, los cinturones de seguridad y el trineo. «Las simulaciones de choques en materiales compuestos a menudo se refieren únicamente a componentes simples, como placas sometidas a impactos de flexión, impactos a baja velocidad, barreras sometidas a impactos de bala o tubos de diferentes secciones sometidos a impactos axiales», explicó el equipo.

Otro desafío en el modelado numérico de componentes de CFRP es que tienen «anisotropía», propiedades mecánicas que cambian según la orientación de las cargas.

«A través de tres simulaciones de pruebas de choque utilizando el software del Método de Elementos Finitos (FEM), según lo exigen las directrices de la competencia, el vehículo demostró una sólida resistencia a la deformación», concluyó el equipo.

El equipo presentó sus hallazgos en el estudio “Investigación de resistencia al impacto de un vehículo solar de plástico reforzado con fibra de carbono,» publicado en Estructuras compuestas.

Una vez completada esta serie de pruebas, el diseño del Emilia 5 avanzará para competir en la próxima BWSC. Mientras tanto, dijo Minak, el equipo italiano se está preparando para el Sasol Solar Challenge de ocho días de duración en Sudáfrica a mediados de septiembre.

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