Eev 14 - Deformaciones

EEV Deformaciones - teoría de la colisión 12 Deformaciones en un vehículo – teoría de la colisión Las fuerzas causadas por una colisión hacen que el vehículo cambie bruscamente su velocidad, dirección y se deforme. 12.1 Fuerzas que actúan durante la colisión Las fuerzas que actúan se pueden agrupar en dos clases: Fuerza exterior: Fuerza ejercida por el objeto contra el que choca el vehículo a lo largo de la superficie de contacto entre ambos. Fuerza interior: Fuerza de generada por la inercia de los elementos del vehículo. Ejemplos de actuación de la fuerza interior en el choque frontal: La fuerza interior empuja a los ocupantes hacia adelante. Los ocupantes son retenidos por los cinturones de seguridad y protegidos por los airbag. Cualquier objeto que no este sujeto a un elemento fijo del vehículo sale despedido hacia adelante convirtiéndose en en un proyectil (teléfono móvil, reproductor DVD, percha, animal). Ejemplos de actuación de la fuerza interior en el choque trasero: El cuerpo de los ocupantes es empujado contra el asiento. La cabeza de los ocupantes golpea contra los reposacabezas. La percha y el reproductor DVD podrían salir despedidos y dañar a los ocupantes del asiento trasero.

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12.2 Transmisión de las fuerzas durante la colisión La transmisión de las fuerzas a lo largo de la estructura del vehículo depende del diseño estructural y de la dirección del impacto. Medidas de protección para los ocupantes relacionadas con el diseño estructural: ●

Retención progresiva del impacto, evitando la transmisión de fuerzas extremas a los ocupantes.

●

Deformación programada de partes frontal y trasera.

●

Diseño de la parte frontal con tendencia a desviar hacia el lateral el objeto contra el que impactó (efecto quilla de barco)

●

En choques desaxiales (que no son totalmente frontales) el lado opuesto al choque participa en la absorción de la energía gracias al diseño de largueros, traviesa inferior y cuna motor.

La carrocería presenta diferentes trayectorias para disipar la energía: Trayectoria de carga principal: Alma de paragolpes, traviesa inferior, largueros delanteros y cuna motor. Absorbe la mayor parte de la energía de los impactos fuertes y la distribuye al lado opuesto al impacto. Trayectoria de carga superior: Pase de rueda con refuerzo. Desvía la energía al pilar delantero y de ahí, a través de los vanos de puerta al pilar central y a la parte trasera del vehículo. Trayectoria de carga inferior: Chapa salpicadero, piso habitáculo y túnel central.

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12.3 Tipos de daños Los daños en el vehículo dependerán de: ●

Velocidad de los vehículos al producirse la colisión

●

Zona del vehículo en la que se produce la colisión (frontal, lateral, trasera)

●

Ángulo de colisión

●

Superficie de colisión. Cuanto mayor es la superficie de colisión, mejor se distribuye la fuerza del impacto, reduciéndose el esfuerzo sobre los elementos estructurales.

En los daños resultantes de una colisión se diferencia entre daños directos e indirectos. Daños directos: Son los daños situados en la zona del impacto. Ocasionan el plegado y doblado de la estructura, así como desalineamientos en la zona que ha sufrido la colisión directamente. Son los daños más sencillos de localizar y acotar. Daños indirectos: Son menos visibles y pueden encontrarse lejos de la zona del impacto. Son causados por el desalineamiento de secciones que no han estado en contacto directo con la fuerza exterior (p.ej. arruga en el techo del vehículo).

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EEV Deformaciones - teoría de la colisión 12.4 Análisis de colisiones tipo 12.4.1 Colisión frontal Como ejemplo se puede emplear la descripción de un vehículo que colisiona contra una barrera. En caso de que la colisión se produjera entre dos vehículos, el comportamiento sería similar, variando únicamente la magnitud de las fuerzas y de los daños. La secuencia de colisión frontal es la siguiente: 1. En el momento del impacto el área frontal del vehículo en contacto con la barrera cambia de velocidad bruscamente, pudiendo llegar a detenerse si la berrera es lo suficientemente rígida. El resto del vehículo continua hacia adelante debido a su impulso. 2. La parte frontal del vehículo continúa arrugándose, comenzándose a desviar los largueros. Las puntas de los largueros tienden a desviarse hacia abajo, y las torretas de suspensión a levantarse. El resto del vehículo continua su movimiento hacia adelante. 3. La zona frontal llega a detenerse por completo y la central y trasera continúan hacia adelante, comenzando a actuar de forma independiente. La transmisión de fuerzas intentará empujar al pilar delantero hacia atrás. El pilar girará sobre su parte inferior debido a que está sólidamente unido al piso habitáculo y al estribo. La zona central resiste la deformación, causando una desviación hacia arriba de la luna trasera y del techo. En la zona lateral del techo aparecerá una arruga. Elementos de la carrocería con daños directos por colisión frontal travesaño delantero, aletas, capó, largueros, parachoques, frente o panel delantero, passaruedas, cuna motor o subchassis

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EEV Deformaciones - teoría de la colisión 12.4.2 Colisión trasera Un vehículo que es alcanzado en su parte trasera puede estar estacionado o circulando a una velocidad inferior a la del vehículo que colisiona con él. La secuencia de la colisión trasera es la siguiente: 1. En el momento del impacto , la parte del vehículo en contacto con la fuerza externa comienza a desplazarse hacia adelante. Debido a la inercia, el resto del vehículo se opone a este movimiento. 2. La sección trasera continua arrugándose y el extremo de los largueros y el piso maletero comienzan a desviarse hacia abajo. 3. La sección trasera sigue desplazándose hacia adelante, encontrándose con la oposición de la sección central. La resistencia de la parte inferior de la sección central causa un desplazamiento hacia arriba del extremo del larguero trasero. La inercia de la sección frontal motiva el giro del pilar delantero. El resultado es un descuadre en los huecos de puerta, igual que en la colisión frontal. 4. La luna trasera y el techo son desplazados hacia arriba.

Elementos de la carrocería con daños directos por colisión trasera travesaño trasero, aletas, tapa maletero o portón trasero, largueros, parachoques, panel trasero o faldón, passarruedas, piso maletero

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EEV Deformaciones - teoría de la colisión 12.4.3 Colisión lateral Para explicar el efecto de la colisión lateral se puede usar como ejemplo un vehículo detenido, que es golpeado directamente en un lateral por otro. 1. El vehículo que recibe el impacto comienza a deformarse debido a la fuerza externa. La masa del vehículo y el rozamiento con el suelo se oponen al movimiento. 2. El lateral continua deformándose y comienza a desplazarse en la misma dirección que la fuerza externa. A causa de la inercia las secciones frontal y trasera se oponen al movimiento desalineándose respecto a la sección central. 3. La sección central comienza a desplazarse y una vez la fuerza interna ha sido vencida por la externa, arrastra a las secciones laterales, de manera que todo el vehículo comienza a resbalar lateralmente. Se produce un acortamiento de la longitud lateral del vehículo en el lado de la colisión.

Elementos de la carrocería con daños directos por colión lateral estribos, pilares, piso habitáculo, puertas, travesaños piso 12.4.4 Vuelco: La secuencia de la colisión de un vehículo que vuelca una sola vez es la siguiente: 1. Al volcar, la parte del techo que primero toca el suelo se detiene. El vehículo continua desplazándose hacia el suelo, provocando la deformación de esta zona del techo. 2. Los travesaños del techo se deforman. Los pilares trasmiten los esfuerzos a la parte inferior de la carrocería. 3. Los daños directos se encuentran en la parte superior de la carrocería, pero también la parte inferior de la carrocería puede haber sufrido deformaciones. Paulino Posada

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EEV Deformaciones - teoría de la colisión 12.5 Efectos de una colisión en un vehículo con bastidor En los vehículos con bastidor y carrocería independiente, es el bastidor el que soporta los esfuerzos que se producen durante la marcha (esfuerzos dinámicos) y el peso de los de los mecanismos del vehículo (motor, transmisión, suspensión, dirección, frenos) y de la carga (esfuerzos estáticos). El bastidor es el elemento más resistente y está diseñado para absorber parte de la energía del choque en caso de colisión. La deformación del bastidor puede ser bastante complicada. Para facilitar el trabajo a la hora de conformar el bastidor en la bancada, la deformación se puede considerar como una combinación de deformaciones tipo, que son deformaciones básicas en las que el procedimiento de reparación está claramente definido. Antes de comenzar la reparación se analiza cuales son las deformaciones tipo que dan como resultado la deformación real del bastidor. Las deformaciones tipo son: ●

Desviación lateral o ladeo

●

Perdida de nivel o hundimiento

●

Compresión o aplastamiento

●

Diamante

●

Torsión

Desviación lateral o ladeo Causado por un golpe lateral. Provoca el desplazamiento lateral de los largueros respecto de la línea central (eje de simetría). En la parte interior de los largueros deformados aparecen arrugas y pliegues.

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EEV Deformaciones - teoría de la colisión Perdida de nivel o hundimiento Es la deformación de uno o ambos largueros en las secciones frontal o trasera. El larguero queda levantado o hundido respecto a su posición original.

Flecha Es la deformación de los largueros en la sección central. El larguero queda levantado o hundido respecto a su posición original.

Diamante Es la deformación en la que el larguero se desplaza hacia adelante o atrás respecto al larguero del lado opuesto, a causa de un impacto. Provoca el descuadre entre largueros y traviesas.

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EEV Deformaciones - teoría de la colisión Torsión Este tipo de deformación está causado por un esfuerzo de torsión o giro sobre el bastidor. En el bastidor sin deformar, los largueros se encuentran en posición paralela y coinciden en su posición sobre un plano horizontal. En la deformación tipo torsión, los largueros ya no están paralelos y se han salido del plano horizontal, quedando por encima o por debajo del mismo.

Compresión o aplastamiento La compresión es un acortamiento de cualquier elemento del bastidor. Este tipo de deformación no aparece aislado, sino en combinación con alguna de las otras deformaciones tipo.

12.6 Diagnóstico de las deformaciones El primer paso para realizar la reparación del bastidor es efectuar un diagnóstico de los daños que presenta. Para ello se comprueba la existencia de las deformaciones tipo en el orden: diamante, flecha, torsión, perdida de nivel y ladeo. Las deformaciones de la sección central se manifiestan también en en las secciones delantera y trasera. Por ello, tanto la diagnosis como la conformación deben comenzar siempre por la sección central.

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EEV Deformaciones - teoría de la colisión 12.6.1 Comprobaciones sección central Diamante En primer lugar se ha de verificar si en la sección central existe una deformación tipo diamante. Para ello se miden las diagonales de la sección central del bastidor y se comprueba que coinciden con las cotas de dimensión suministradas en los datos técnicos del vehículo por el fabricante. Flecha A continuación se comprueba la existencia de una deformación tipo flecha comprobando el nivel de los largueros en la sección central. Torsión La siguiente deformación tipo a comprobar es la torsión, para ello se comprueba el nivel de las traviesas de la sección central. Una vez conformada la sección central, se pasa a a comprobación de las deformaciones en las secciones extremas (delantera y trasera).

12.6.2 Comprobación de las secciones extremas Perdida de nivel La perdida de nivel se detecta por la variación de altura en los largueros de las secciones extremas en relación a las de la sección central. Ladeo Para verificar el ladeo, es necesario comprobar antes, que no existe diamante. El ladeo se detecta midiendo la diagonales de las secciones extremas.

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Dimensiones bastidor Jeep Patriot

Dimensiones bastidor Jeep Patriot

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EEV Deformaciones - teoría de la colisión 12.7 Conformación de las deformaciones Los vehículos quedan sujetos a la bancada sobre cuatro garras de amarre. Cuanto menores sean los esfuerzos de torsión, flexión y momentos de fuerza en los puntos de amarre, mayor será la estabilidad del vehículo sobre la bancada, reduciéndose también el riesgo de deformaciones no deseadas a causa se los tiros. Para compensar los esfuerzos de los tiros sobre los puntos de amarre se aplican los contratiros. Para la conformación de los daños deben comenzar a corregirse las deformaciones presentes en el cuadro central, ya que las deformaciones de esta sección afectan a la posición de las secciones extremas. El orden de reparación de las deformaciones en el proceso de conformación es: flecha, diamante, torsión. Posteriormente se conformaran las secciones extremas por el orden perdida de nivel y ladeo.

Flecha La flecha es el primer daño que se corregirá. La conformación se realiza aplicando un tiro contrario a la deformación en la zona de máxima flecha y dos contratiros en cada extremo de la sección central del larguero afectado.

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EEV Deformaciones - teoría de la colisión Diamante La deformación tipo diamante se conforma aplicando u tiro hacia adelante del larguero retrasado y oponiendo un contratiro en el punto opuesto del otro larguero. El efecto de tiro y contratiro se complementa mediante tres gatos hidráulicos colocados en diagonal en las secciones frontal, central y trasera. En la sección trasera un cuarto gato hidráulico da apoyo a la punta del larguero en perpendicular a la dirección del contratiro, asegurando que el larguero no se deforme a causa de la acción del gato hidráulico. Los amarres del lado del larguero desviado deben permitir que este se mueva hacia adelante.

Torsión

En la torsión siempre pueden considerarse dos partes altas y dos partes bajas en cada larguero. La conformación se consigue colocando apoyos en las partes bajas y ejerciendo tiros en las partes altas.

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EEV Deformaciones - teoría de la colisión Una vez conformada la sección central se proceden a conformar las deformaciones de las secciones extremas. Perdida de nivel La posición de tiros y contratiros varía según del caso particular de perdida de nivel. En la imagen “Reparación de la perdida de nivel” se dan tres ejemplos de posicionamiento para diferentes casos de perdida de nivel.

Ladeo Se aplican uno o más tiros en sentido opuesto al esfuerzo que produjo la deformación. El esfuerzo sobre las traviesas desplazadas debe ser de tracción, no de compresión. En la sección afectada por la deformación, se colocan contratiros en el extremo opuesto a la deformación, siempre en detrás de la deformación en la zona no afectada. Otro contratiro se colocará en el extremo opuesto del bastidor para evitar su giro.

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