calculo estructural carroceria (1)

8/19/2019 Calculo Estructural Carroceria (1)

1/164

CARRERA DE:

Ingenieria Industrial

Trabajo de tesis previo a la obtención del título de

INGENIERO IND!TRIA"

Te#a:

$RO$E!TA DE DI!E%O E!TRCTRA" DE CARROCER&A $ARA

'!E! DE !ER(ICIO INTER$RO(INCIA")

Autores:

DA*I+N *ARICIO C+RDENA! ORE""ANA

,AN CAR"O! E!CDERO A!TDI""O

-"E'ER !E'A!TI+N .I/0$I !A"A*EA

Director:

ING *ARCO E!TE'AN A*A1A $INO!

CENCA 2 ECADOR

3456


2/164

"os conceptos vertidos7 an8lisis reali9ados7 resultados conclusiones en este

trabajo7 son de absoluta responsabilidad de los autores)

ii


3/164

CERTIFICACIÓN

1o Ing) *arco A#aa7 Director de tesis de los alu#nos Da#i8n *auricio C8rdenas

Orellana7 ,uan Carlos Escudero Astudillo -leber !ebasti8n .ui9;pi !ala#ea Certi


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DEDICATORIA

=A nuestro uerido e inigualable a#igo co#pa?ero !ebasti8n Carc;i7 su ausencia

se#bró en nosotros un sentido de a#istad ue perdurar8 ;asta ue volva#os a vernos

#8s all8 del tie#po>

Los Autores

iv


5/164

AGRADECIMIENTO

=A DIO! por otorgarnos el regalo de la (ida>

=A nuestros padres ;er#anosB por su apoo incondicional su con

=A la $!7 pues en sus aulas aprendi#os a ser lo ue so#os)>

=Al Ingeniero *arco A#aa7 baluarte invaluable en esta aduisición acad#ica>

Los Autores

v


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ÍNDICE DE CONTENIDOS

CERTIICACIN))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))) ¡Error! Marcador no definido

DEDICATORIA))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))iv

AGRADECI*IENTO))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))v

INDICE DE CONTENIDO!))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))vi

INDICE DE TA'"A!))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))Fi

INDICE DE IGRA!))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))Fv

G"O!ARIO))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))FFiv

OR*"A!))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))FFv

INTRODCCIN))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))FFvi

CA$IT"O 5

AN+"I!I! DE "A NOR*ATI(A REERENTE A "A CON!TRCCIN DEE!TRCTRA! $ARA CARROCER&A! DE ATO'!E!INTER$RO(INCIA"E!)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5

5)5 INTRODCCIN))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5

5)3 NOR*ATI(A ECATORIANA $ARA "A CON!TRCCIN DE

CARROCER&A NTE INEN 53))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))6

5) ANA"I!I! DE "A NOR*ATI(A ECATORIANA $ARA "A

CON!TRCCIN DE CARROCER&A NTE INEN 53))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))55CA$IT"O 3AN+"I!I! 1 !I*"ACIN *EDIANTE !OTHARE DE "A RE!$E!TA DE "AE!TRCTRA DE N '! INTER$RO(INCIA" CON(ENCIONA" RENTE ADIERENTE! E!ER/O!))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))56

3)5 INTRODCCION))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))56

3)5)5 *ARCO TEORICO)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))56

3)5)3 *TODO! DE C+"C"O DE DI!E%O E!TRCTRA"))))))))))))))))))))))))5J

3)5) TI$O! DE A""A)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5K

3)5)6 ACTOR DE !EGRIDAD))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5K

3)5)6)5 ACTOR DE !EGRIDAD A "A ATIGA))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5L

vi


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3)5)J *ATERIA"E! 1 $ERI"E! TI"I/ADO! EN "A A'RICACIN DE

"A E!TRCTRA DE "A! CARROCER&A!)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))34

3)3 CARGA! A$"ICADA!)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))3

3)3)5 RE!I!TENCIA DE "A E!TRCTRA)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))33)3)3 CARGA! *ERTA!))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))36

3)3) CARGA! (I(A!)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))3M

3)3)6 CARGA DE GIRO)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))3K

3)3)J CARGA DE RENADO 1 ACE"ERACIN 'R!CA))))))))))))))))))))))))))))))))3L

3)3)M RE!I!TENCIA DE" AIRE RONTA"))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))3L

3) AN+"I!I! 1 !I*"ACIN DE "A E!TRCTRA CON(ENCIONA"))))))))5

3))5 TI$O! DE !,ECIN TI"I/ADO!)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5

3))5)5 NIONE! I,A!)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))3

3))5)3 NIONE! *(I"E!))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))

3))3 !I*"ACIN))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))6

A) !I*"ACIN DE CARGA! E!T+TICA!))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))6

') !I*"ACIN DE CARGA! DIN+*ICA!)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))65

C) CO*'INACIONE!))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))66

CA$IT"O DI!E%O 1 !I*"ACIN DE NA $RO$E!TA DE E!TRCTRA $ARA "ACARROCER&A DE N '! INTER$RO(INCIA" *EDIANTE !OTHARE))))))))))J5

)5 INTRODCCION))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))J5

)3 CONDICIONE! INICIA"E!)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))J5

) $RO$E!TA DE *ODE"O! DE" NE(O DI!E%O))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))J

))5 $RO$E!TA! E!TTICA!)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))J

))3 AN+"I!I! AERODIN+*ICO DE "A! $RO$E!TA!)))))))))))))))))))))))))))))))JJ

)) ENCE!TA)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))JK

vii


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))6 RE!"TADO! DE "A! ENCE!TA!))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))JK

))6)5 A!$ECTO! E!TTICO!))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))JK

))6)3 A!$ECTO! TECNICO!))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))M3

A) *ANACTRA))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))M3

') ADA$TA'I"IDAD DE CIRC"ACIN AERODINA*ICA))))))))))))))))MJ

C) !EGRIDAD))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))MM

))J $RIORI/ACION)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))MK

))M !E"ECCIN DE" E"E*ENTO))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))ML

)) CARACTERI!TICA! DE" *ODE"O E"E,IDO)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))4

)6 DI!E%O DE "A E!TRCTRA))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5

)6)5 !E"ECCIN DE *ATERIA"E!)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5

)6)3 NIONE!))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))3

A) NIONE! !O"DADA!)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))3

') NIONE! !E"DA2$ERNO!))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))K

)6) DI!E%O)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))L

)6))5 $RO$E!TA E!TRCTRA"))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))L

A) !I*"ACIN DE CARGA! E!T+TICA!))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))L6

') !I*"ACIN DE CARGA! DIN+*ICA!)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))545

C) CO*'INACIONE!))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))54J

)6))3 $RI*ERA O$TI*I/ACIN DE" DI!E%O))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))555

A) !I*"ACIN DE CARGA! E!T+TICA!)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))555

') !I*"ACIN DE CARGA! DIN+*ICA!))))))))))))))))))))))))))))))))))))))55

C) CO*'INACIONE!)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))534

)6)) !EGNDA O$TI*I/ACION DE" DI!E%O)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))53M

A) !I*"ACIN DE CARGA! E!T+TICA!)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))53M

viii


9/164

') !I*"ACIN DE CARGA! DIN+*ICA!)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))53

C) CO*'INACIONE!))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5J

)6))6 AN+"I!I! DE RE!"TADO!)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))565

)6))J $"ANO! TECNICO! DE" DI!E%O INA")))))))))))))))))))))))))))))))))))))))56M

CA$&T"O 6CON!TRCCIN7 $RE'A! 1 CO*$ARACIN DE RE!"TADO!O'TENIDO! DE DEOR*ACIN DE "O! *ODE"O! A E!CA"A DE "AE!TRCTRA $RO$E!TA (ER!! NA CON(ENCIONA"))))))))))))))))))))))))))))56

6)5 INTRODCCIN))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))56

6)3 TEOR&A DE "O! *ODE"O! A E!CA"A)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))56

6) CON!TRCCIN DE "O! $ROTOTI$O!)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5J46))5 CON!TRCCIN $ROTOTI$O E!TRCTRA CON(ENCIONA"))))))5J3

6))3 CON!TRCCIN $ROTOTI$O E!TRCTRA $RO$E!TA)))))))))))))))5JM

6)6 $ROCE!O DE $RE'A DE CO"I!IN RONTA"))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5JL

6)6)5 DEINICIN DE "A $RE'A)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5JL

6)6)3 $ROCEDI*IENTO DE EN!A1O DE "A! CO"I!IONE!))))))))))))))))))))))))5M5

6)J AN+"I!I! DE RE!"TADO!))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5MM6)J)5 RECO$I"ACIN DE DATO! E!TRCTRA CON(ENCIONA"))))))))))5MM

6)J)3 RECO$I"ACIN DE DATO! E!TRCTRA $RO$E!TA)))))))))))))))))))53

6)J) ANA"I!I! CO*$ARATI(O DE RE!"TADO!)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5M

6)J)6 CA"C"O DE "A ENERG&A A'!OR'IDA EN E" I*$ACTO))))))))))))))))5

6)J)6)5 C+"C"O DE "A ENERG&A DE DEOR*ACIN))))))))))))))))))))))))))5L

6)J)6)3 ENERG&A A'!OR'IDA EN E" *ODE"O CON(ENCIONA"))))))))5K3

A) (iga A2'))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5K

') (iga C2D))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5KJ

C) (iga E2G))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5KM

D) (iga 20))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5K

iF


10/164

E) (iga A2C))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5KK

) (iga '2D)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5KL

G) ENERG&A A'!OR'IDA EN "A $ARTE RONTA")))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5KL

6)J)6) ENERG&A A'!OR'IDA EN E" *ODE"O $RO$E!TO)))))))))))))))))5L4

A) (iga A2'))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5L4

') (iga C2D))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5L3

C) (iga E2G))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5L

D) (iga 20))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5L6

E) (iga A2C))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5L6

) (iga '2D)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5LJ

G) (iga A2G))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5LM

0) (iga '20))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5L

I) ENERG&A A'!OR'IDA EN "A $ARTE RONTA")))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5L

6)J)6)3 CO*$ARACIN DE RE!"TADO!) ENERG&A A'!OR'IDA))))))5LK

CA$&T"O J

AN+"I!I! CO!TO2'ENEICIO DE" DI!E%O $RO$E!TO)))))))))))))))))))))))))))))))))5LLJ)5 CO!TO DE *ATERIA"E!)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5LL

J)3 ANA"I!I! CO!TO 'ENEICIO)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))34

CONC"!IONE!)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))34

'I'"IOGRAIA))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))) ¡Error! Marcador no definido

ANEPO!))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))355

F


11/164

ÍNDICE DE TALAS

CA"ÍT#LO $

Ta%&a $$ Carrocerías ;o#ologadas por la ANT))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5

Ta%&a $' Deter#inación de las Cargas (ivas))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))J

Ta%&a $( (elocidades7 radios peraltes en carretera)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))

Ta%&a $) Cargas usadas en las pruebas A!D)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))L

Ta%&a $* Cargas usadas en las pruebas "RD)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))L

Ta%&a $+ NQ#ero #íni#o de salidas de e#ergencia segQn en nQ#ero de pasajeros) )) 54

Ta%&a $, An8lisis de las de


12/164

Ta%&a '$- C8lculo de la


13/164

Ta%&a ('+ Resultados de la si#ulación


14/164

CA"ÍT#LO *

Ta%&a *$ Costo de los #ateriales de la estructura convencional)))))))))))))))))))))))))))))))))5LL

Ta%&a *') Costo de los #ateriales de la estructura propuesta)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))344

Ta%&a *( Costo esti#ado de suelda *IG de la estructura convencional)))))))))))))))))))))345Ta%&a *) Costo esti#ado de suelda *IG de la estructura propuesta)))))))))))))))))))))))))))343

Ta%&a ** Costo de producción de la estructura convencional)))))))))))))))))))))))))))))))))))))34

Ta%&a *+ Costo de producción de la estructura propuesta)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))346

Fiv


15/164

ÍNDICE DE FIG#RAS

CA"ÍT#LO $

Fi0ura $$ Espacio de supervivencia lateral M

Fi0ura $' Espacio de supervivencia longitudinal)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))M

CA"ÍT#LO '

Fi0ura '$ *todos de C8lculo))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5J

Fi0ura '') Tipos de


16/164

Fi0ura ''* Aplicación de la carga))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))6J

Fi0ura ''+ De


17/164

Fi0ura ('/ (iabilidad de construcción de las propuestas estticas))))))))))))))))))))))))))))))M6

Fi0ura ('$ (isibilidad


18/164

Fi0ura (*$ actor de seguridad)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))KJ

Fi0ura (*' actor de seguridad de la unión))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))KJ

Fi0ura (*( nión


19/164

Fi0ura (-' Aplicación de la carga))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))54J

Fi0ura (-( De


20/164

Fi0ura ($$( De


21/164

Fi0ura ($)) Cuadro co#parativo actor de seguridad carga))))))))))))))))))))))))))))))))))56

Fi0ura ($)* Cuadro co#parativo actor de seguridad a la carga de colisión)))))))))566

Fi0ura ($)+ Cuadro co#parativo actor de seguridad


22/164

Fi0ura )'* $rototipo convencional antes de la prueba)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5MJ

Fi0ura )'+ $rototipo propuesto antes de la prueba)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5MJ

Fi0ura )', GrQa utili9ada para la prueba))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5MM

Fi0ura )'- De


23/164

Fi0ura )*+ (iga E2G)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5K

Fi0ura )*, (iga 20)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5KK

Fi0ura )*- (iga A2C)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5KK

Fi0ura )*. (iga '2D)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))5KL

Fi0ura )+/ Estructura propuesta


24/164

GLOSARIO

• NTE Nor#a Tcnica Ecuatoriana

• INEN Instituto Ecuatoriano de Nor#ali9ación

• ANT Agencia Nacional de Transito

• *IG *etal Inert Gas

• V (olu#en

• Raf Resistencia de aire


25/164

FORM#LAS

• X5Y Resistencia de aire


26/164

INTROD#CCIÓN

En Ecuador cuando ocurre un accidente auto#ovilístico en el cual interviene un bus

de servicio interprovincial7 se observa7 la #aoría de las veces7 ue las estructuras de las

carrocerías de los buses son pr8ctica#ente inde


27/164

CA"IT#LO $

AN1LISIS DE LA NORMATI2A REFERENTE A LA CONSTR#CCIÓN DE

ESTR#CT#RAS "ARA CARROCERÍAS DE A#TO#SES

INTER"RO2INCIALES

$$ INTROD#CCIÓN

"os autobuses interprovinciales son un #edio de transporte #u i#portante para

nuestra sociedad7 sin e#bargo desde ;ace algunos a?os ;an atraído la atención7 tanto de

los pobladores co#o de las autoridades de nuestro país7 el #otivo principal se debe al

au#ento de las vícti#as #ortales ue resultan de los accidentes de tr8nsito ue

involucran a este #edio de transporte #asivo)

!i bien las nuevas lees de tr8nsito ;an logrado dis#inuir los accidentes en las vías7

no se ;a obtenido un #ecanis#o ue garantice la seguridad de los ocupantes del #edio

de transporte7 esto a pesar de ue se est8n i#ple#entando nor#ativas ;o#ologaciones

para las e#presas constructoras de carrocerías de autobuses dentro el país) "a

;o#ologación ue est8 ejecutando la Agencia Nacional de Tr8nsito ZANT[ presentó una

publicación el 3K de #ar9o del 3453 en la ue ;acía notar la siguiente tabla)

Ta%&a $$ Carrocerías ;o#ologadas por la ANT) Fuente SSS)ant)gob)ec

ESTADO ACT#AL DEL "ROCESO DE 3OMOLOGACIÓN 2E3IC#LAR

NOM!RECI#DAD

MODALIDAD DE SER2ICIO

COMERCIAL 3OMOLOGADO

EM"RESAS CALIFICADAS

4444444444444444444444444444444444

5


28/164


29/164

3O"&*$ICA

Cuenca'us rbano 2 'us Interprovincial

CENCA *inibQs Escolar

*ONCA1O!anto 'us rbano 2 'us Interprovincial

do#ingo *inibQs Escolar

$ICO!A A#bato'us rbano 2 'us Interprovincial

'us Intraprovincial 2 'us *inibQs Escolar

*IRA" A#bato 'us Interprovincial

!ER*AN A#bato 'us Interprovincial

SIN 3OMOLOGACIÓN DE MODELOS

I'I*CO A#bato

I*$ED!A A#bato

I*CE A#bato

(I$E!A Cuenca

G/*+N Cuenca

*\" A#batoCE$EDA A#bato

,+CO*E A#bato

CARROCER&A!A#bato

$RE/ No se autori9a el ingreso de los ve;ículos


30/164


31/164

"RECALIFICADAS DOC#MENTALMENTE42ISITA T5CNICA "OR

EFECT#AR

CARROCER&A!"atacunga

CENTARO

No se autori9a el ingreso de los ve;ículosCARROCER&A!


32/164

Clausula )5)J) Carga #uerta Z*[) Corresponde al peso total de la carrocería en

condiciones operativas7 lo ue inclue todos los co#ponentes estructurales no

estructurales per#anentesB es decir7 la carrocería ter#inada con todos sus accesorios)5

Clausula )5)M) Carga viva Z([) Corresponde a la carga por ocupación se la

considerar8 co#o distribuida uni


33/164

Lado izquierdo Lado derecho

250

1 2 5

0

1 2 5

0

150 700


34/164


35/164

Clausula )5)) Carga de giro ZG[)Corresponde a la


36/164

Clausula J)5)5)J) Carga por resistencia del aire


37/164

Ta%&a $) Cargas usadas en las pruebas A!D) Fuente Nor#a INEN 53) Cl8usula

J)5)3)5) $8gina M)

Ti?os de Car0as 5 3 6 J M K

Carga *uerta Z*[ _ _ _ _ _ _ _ _Cargas vivas Z([ _ _ _ _ _ _ _

Carga de Giro ZG[ _

Carga


38/164

Clausula J)5)M) *ateriales de la estructura)2 Deben ser per


39/164

$( AN1LISIS DE LA NORMATI2A EC#ATORIANA "ARA LA

CONSTR#CCIÓN DE CARROCERÍA NTE INEN $('(

A continuación se reali9ar8 una interpretación7 an8lisis cali


40/164

Ta%&a $- An8lisis de los reuisitos de la nor#ativa) Fuente "os autores)

CLA#S#LA DESCRI"CIÓN AN1LISIS

Tanto los valores de #asa por ocupante

J)5)5)5"as cargas vivas corresponden co#o de su euipaje se pueden encontrar

a el peso de cada ocupante con en la tabla 5)37 los #is#os son ra9onablesCar0as 7i7as

su respectivo euipaje para el servicio de transporte7 deben ser

respetados en el dise?o construcción

"a carga de giro es la


41/164

"as co#binaciones de cargas "as co#binaciones de cargas tratan de

J)5)3 tratan de dise?ar las estructuras so#eter a la estructura a varias pruebas

Co=%inaciones de tal #anera ue resistan cada una con diversas cargas ue e#ulan

de car0as diversas co#binaciones de los es


42/164


43/164

'$' M5TODOS DE C1LC#LO DE DISEHO ESTR#CT#RAL

"os #todos de c8lculo son #u co#plejos al #o#ento de reali9ar el an8lisis de una

estructura es por esto ue las distintas teorías ;an i#ple#entado #todos cada ve9 #8s

avan9ados dejando de lado a los #8s ele#entales b8sicos ue carecen de inters

tcnico) "os #todos de c8lculo e


44/164

Ta%&a '$ *todos de c8lculo estructural) Fuente ribe Esca#illa7 ,airo) !nálii de etr"ct"ra) 3nd ed) !Ediciones7 3444) MK24) I#preso)

TI"O M5TODO A"LICACIÓN ASES DE EST#DIO

Consiste en resolver de unaEl

Mtodos Estructuras planas de resuIterativo


45/164

"a base est8 en ue estos tipos

C&Bsico de!e utili9a en estructuras de de barra solo est8n so#etidos a

barras articuladas7 es


46/164

'$( TI"OS DE FALLA$

na


47/164

"os


48/164

'$* MATERIALES "ERFILES #TILIADOS EN LA FARICACIÓN DE LA ESTCARROCERÍAS

Ta%&a '' *ateriales usados para


49/164


50/164

$lanc;asEspesor: 4)## a 3)L*otores7 uniones7 soportes7 pisos7

Aceroc8rter7 guantera7 porta estreos

Galvani9adootras partes no eFpuestas)

(idrioResistencia a alta te#pe

trans#isión estabili

"a#inado $arabrisas7 luneta7 ventanas) lu#inosa7 resistenciaabrasión ;u#edad

Te#plado)distorsión óptica)

33


51/164

'' CARGAS A"LICADAS

A continuación se encuentran las #agnitudes de las cargas ue se deben aplicar a la

estructura segQn la nor#ativa INEN 53B considerando las características del bus) "as

condiciones a#bientales teóricas para el c8lculo se encuentran en la siguiente tabla)

Ta%&a '( Constantes a#bientales est8ndar a 53J4 #sn#) Fuente Cengel7 1)

#ranferencia de &al$r ) rd ed) *Fico: *c GraS2 0ill7 3446) M) I#preso)

ITEM 2ALOR

Te#peratura del aire 5J4C

0u#edad relativa del aire J4`

Densidad del aire 5733J g ] #

''$ RESISTENCIA DE LA ESTR#CT#RA

"a nor#ativa INEN 53 eFige en la cl8usula J)5)J)5K la aplicación de una carga

est8tica uni


52/164

''' CARGAS M#ERTAS

$ara deter#inar el peso de la estructura los co#ponentes utilitarios del bus se debe

;acer un breve an8lisis de los #is#os7 dic;o an8lisis se encuentra a continuación:

Ta%&a '* $eso di#ensiones de los #ateriales estructurales) Fuente Cat8logo de productos NO(ACERO5)

TI$ODI*EN!IONE!

*A!ACANTIDAD *A!A

Z##[ Z#[ TOTA"

Cuadrado Espesor: (olu#en ] #

Alto: J4 47444JM6#

J675 5J56)65 g

Anc;o: J4 $eso ̂ 67636 g]#

Rectangular Espesor: (olu#en ] #

Alto: 544 47444KM6#

565)3 LM5)3K g

Anc;o: J4 $eso ̂ M7K36 g]#

$er


53/164

Ta%&a '+ *asa di#ensiones aproFi#adas de varios ele#entos utilitarios de la

carrocería) Fuente "os autores

TI$O CARACTER&!TICA! *A!A CANTIDAD*A!ATOTA"

(idrio Densidad

36J7M g ] #

Espesor: K## (olu#en ] #3 3J #3 6L5)J3 g

4744K#

$.K++/- ='

"8#inasDensidad

*et8licas KJ4 g ] #

Espesor: 47J ## (olu#en ] #3 K4 #3 56 g

47444J#

(K.'* ='

Asientos*ecanis#o reclinación

2 Cojines7 respaldos)(/ unidad 6 unidades 5654 g

2 Codera7 apoabra9os)2 Cinturon deseguridad)

"8#inas de Densidad

='

*A!A TOTA" E"E*ENTO! TI"ITARIO! 35753 g

3J


54/164

Ta%&a ', C8lculo del peso de cargas *uertas) Fuente "os autores

ITEM 2ALOR

*asa del c;asis5 644 g

*asa de la estructura 3375K g*asa de ele#entos utilitarios 35753 g

*asa total de cargas #uertas3 C;asis Estructura Ele#entos

*asa total por cargas #uertas L6J7 g

$eso por cargas #uertas *asa ' Aceleración X3Y

$eso por cargas #uertas L6J7 g ' L7K5 # ] s3

"eso ?or car0as =uertas .*+/$K(.( N

''( CARGAS 2I2AS

A continuación se encuentran deter#inadas las cargas vivas segQn la nor#ativa7 para

ello es necesario anali9ar el valor de la #asa #íni#a en las bodegas potra euipajesB se

considera el peso de las bodegas co#o una carga viva puesto ue el valor del peso de

esta carga es oscilante dependiente de la cantidad de pasajeros ue ocupen el bus)

Fi0ura '( (olu#en de las bodegas) Fuente "os autores)

5 (alor #8Fi#o del peso del c;asis 0INO A-K,R!A7 ic;a tcnica de 0INO serie bus)3 ór#ula obtenida de los reuisitos de cargas #uertas segQn la NTE INEN 53)

0ibbeler7 R) C) Mecánica Vect$rial ara inenier$ Etática) 54t; ed) *Fico: $earsonEducación7 3446) 62K) I#preso) ór#ula para calcular el peso en


55/164

Ta%&a '- C8lculo de volu#en de las bodegas) Fuente "os autores

ITEM 2ALOR

Z37 4)L 57LJ3[# Z4)LM 4)66 57LJ3[ #

'odega 5 Z674L[ # Z47K3J[ #

73MK #

Z37 4)L 3756[# Z4)LM 4)66 3756[ #

'odega 3 Z676KK[ # Z47L46[ #

7JK6 #

ZZ37247MKJ[4)L3753[# Z4)LM4)663753[ #

'odega Z75L[ # Z47KLJ[ #

37366 #

(olu#en total 'odega 5 'odega 3 'odega

(olu#en total 73MK # 7JK6 # 37366 #

2o&u=en de &as %ode0as ./.+ =(

Ta%&a '. C8lculo del peso de Cargas (ivas) Fuente "os autores

ITEM 2ALOR

NQ#ero de ocupantes5 6J personas

*asa ] ocupante3 4 g

*asa total de ocupantes 5J4 g

*asa euipaje #ano ] ocupante J g

*asa total de euipaje #ano 33J g

(olu#en de las bodegas L74LM #

*asa #íni#a de euipaje de 544 ' volu#en de bodegas XY

5 NQ#ero de ocupantes ad#itidos por del c;asis 0INO A-K,R!A7 ic;a tcnica de 0INO serie bus)3 Dato obtenido de los reuisitos de cargas vivas segQn la NTE INEN 53) Dato obtenido de los reuisitos de cargas vivas segQn la NTE INEN 53)

3


56/164

bodegas5 544 ' L74LM #

*asa de euipaje en bodegas LL47LM g

*asa Cargas (ivas 6MJ7LM g

$eso por cargas vivas

3

*asa '

Aceleración$eso por cargas vivas 6MJ7LM g F L7K5 # ] s

3

"eso ?or car0as 7i7as )'-'.K+,* N

'') CARGA DE GIRO

"a #asa del bus corresponde a la #asa en condiciones operativas7 la velocidad del

bus el radio de curvatura est8n dados por la nor#ativa)

Ta%&a '$/ Calculo de la Carga de Giro) Fuente "os autores

ITEM 2ALOR

or#ula X6Y

*asa en condiciones operativas *asa cargas (ivas *asa cargas #uertas

*asa en condiciones operativas L6J7 g 6MJ7LM g

*asa en condiciones operativas 5655573M g

(elocidad del bus en la curva6 L4#]; Z3J#]s[

Radio de curvaturaJ J4 #

Car0a de Giro '*$.-K+,N

5 ór#ula obtenida de los reuisitos de cargas vivas segQn la NTE INEN 53)3 0ibbeler7 R) Mecánica Vect$rial ara inenier$) 54t; ed) *Fico: $earson Educación7 3446)

62K) ór#ula para calcular el peso en


57/164

''* CARGA DE FRENADO ACELERACIÓN R#SCA

Ta%&a '$$ C8lculo de la uer9a de


58/164

Fi0ura ') Respuesta al tQnel de (iento del #odelo convencional) AN!1!)

Fuente "os Autores

En la


59/164

Ta%&a '$) C8lculo de la resistencia del aire


60/164

es


61/164

!oldadura con arco #et8l ico gas G*AHElectrobas G*AH2 EGArco pulsado G*AH $Arco de corto circuito G*AH !!oldadura de arco de tungsteno gas GTAHArco pulsado GTAH $!oldadura de arco con plas#a $AH!oldadura de arco #et8lico protegido !*AH!oldadura de arco de esp8rragos !H!oldadura de arco su#ergido !AHEn !ERIE !AH 2 !

En


62/164

De arco A' De bloue ''$or di


63/164

!oldadura aire acetileno AAH!oldadura OFiacetilnica OAH!oldadura con OFi;idrógeno O0H!oldadura a gas con presión $GH

Fi0ura '* Clasi


64/164

especí


65/164

'(' SIM#LACIÓN

Fi0ura '- Dise?o estructural convencional so


66/164

Ta%&a '$* Resultados de la si#ulación


67/164


68/164


69/164

Ta%&a '$+ Resultados de la si#ulación


70/164


71/164

En la


72/164

SIM#LACIÓN DE CARGAS DIN1MICAS

"a si#ulación din8#ica trata de colocar sobre la estructura las


73/164

!e tiene la


74/164

En la


75/164

Ta%&a '$- C8lculo de la


76/164


77/164

En la


78/164

"a


79/164

Ta%&a ''/ Resultados de la si#ulación


80/164

!e observa la


81/164


82/164

CA"IT#LO (

DISEHO SIM#LACIÓN DE #NA "RO"#ESTA DE ESTR#CT#RA "ARA LA

CARROCERÍA DE #N #S INTER"RO2INCIAL MEDIANTE SOFTARE

($ INTROD#CCIÓN

"a estructura de una carrocería de bus interprovincial para ser considerada aceptable

dentro de la sociedad debe cu#plir con las nor#as regla#entos vigentes7 co#o a se

eFplicó en el capítulo 5B por lo tanto para dise?ar dic;a estructura se necesita de un

so


83/164

Ta%&a ($ Condiciones Iniciales) Fuente "os Autores

CLA#S#LACARGA MAGNIT#D "OSICIÓN

INEN $('(

J4` peso #8Fi#o ni


84/164

(( "RO"#ESTA DE MODELOS DEL N#E2O DISEHO

"a propuesta de dise?o de este capítulo se basa principal#ente en opti#i9ar la

estructura de la carrocería de los buses7 ca#biando características del #aterial con el ue

se los est8


85/164

Fi0ura (' Dise?o 3) Fuente "os Autores

Ta%&a (( Características uncionales de dise?o 3) Fuente "os Autores

CARACTERÍSTICAS

$arabrisas


86/164

Ta%&a () Características uncionales de dise?o ) Fuente "os Autores

CARACTERÍSTICAS

$arabrisas


87/164

Fi0ura () Respuesta al tQnel de (iento del #odelo 5) AN!1!) Fuente "os Autores

En la


88/164

Fi0ura (+ Respuesta al tQnel de (iento del dise?o ) AN!1!) Fuente "os Autores)

En la


89/164


90/164

30,00

%

29,00

%MODELO 1 MODELO 2

MODELO

3

Series1 35,00% 33,89% 31,11%

Fi0ura (- $re


91/164


92/164

Fi0ura ($/ (isibilidad panor8#ica de las propuestas estticas) Fuente "os Autores)

JL


93/164

b)2 !eguridad al usar el transporte)

40

35

30

25

20

15

10

5

0MODELO 1 MODELO 2

MODELO3

Series

2 37,39612188 35,45706371 27,1468144

Fi0ura ($$ !eguridad de las propuestas estticas) Fuente "os Autores)

c)2 (entilación circulación del aire al interior del bus)

35,5

35

34,5

34

33,5

33

32,5

32

31,5

3130,5

MODELO 1 MODELO 2 MODELO 3

Series

2 32,02099738 33,07086614 34,90813648

Fi0ura ($' (entilación circulación del aire de las propuestas estticas) Fuente "os

Autores)


94/164

M4


95/164

d)2 Co#odidad aparente de los pasajeros)

36%

35%

34%

33%

32%

31%

30%

29%

28%MODELO 1 MODELO 2

MODELO

3

Series1 35% 35% 30%

Fi0ura ($( Co#odidad de los pasajeros de las propuestas estticas) Fuente "os

Autores)

"re0unta * Ordene los #odelos de acuerdo a su agrado)

45,00%

40,00%

35,00%

30,00%

25,00%

20,00%

15,00%

10,00%

5,00%

0,00%MODELO 1 MODELO 2 MODELO 3

Series1 35,00% 38,34% 26,66%

Fi0ura ($) $re


96/164


97/164

M3


98/164

)2 Costo aproFi#ado de construcción)

45%

40%35%

30%

25%

20%

15%

10%

5%

0%MODELO 1 MODELO 2

MODELO

3

Series

1 29% 31% 41%

Fi0ura ($, *aor costo de construcción de las propuestas estticas) Fuente "os

Autores)

6)2 De#anda de conoci#ientos tcnicos para construir)

40%

35%

30%

25%

20%

15%

10%

5%

0%MODELO 1 MODELO 2

MODELO

3

Series

1 31% 31% 38%

Fi0ura ($- De#anda de conoci#ientos tcnicos) Fuente "os Autores)


99/164

M


100/164


101/164

M6


102/164

ADA"TAILIDAD DE CIRC#LACIÓN AERODIN1MICA

Cali


103/164

MJ


104/164

)2 *ejor #aniobrabilidad de circulación bajo la lluvia

37%

36%35%34%33%32%31%30%29%28%27%

MODELO 1 MODELO 2

MODELO

3

Series

1 37% 33% 30%

Fi0ura ('( *aniobrabilidad de circulación bajo la lluvia) Fuente "os Autores)

C SEG#RIDAD

Cali


105/164

MM


106/164

3)2 Atenuación de


107/164

M


108/164

6)2 acilidad de escape


109/164

Ta%&a (+ Tabla de priori9ación) Fuente "os Autores)

CARACTERÍSTICAS MODELO $ MODELO ' MODELO (

Dise?o Innovador 5 3

Dise?o seguro 3 5Adaptabilidad al tra


110/164


111/164

() DISEHO DE LA ESTR#CT#RA

()$ SELECCIÓN DE MATERIALES

A continuación se #uestran los #ateriales elegidos para dar a la estructura propuesta

las características reueridas de resistencia atenuación de


112/164

()' #NIONES

Deter#inado el #odelo ue cu#ple con los par8#etros reueridos para su

construcción7 se procede al an8lisis de los tipos de uniones #8s críticas dentro de la

estructura7 en las cuales eFisten distintos tipos de per


113/164

Ta%&a ($/ Resultados unión soldada 5


114/164

Co#o indica la gr8


115/164

"a gr8


116/164

%: #nin '

Fi0ura ((* nión


117/164

!e puede apreciar en la gr8


118/164


119/164

RES#LTADOS

Defor=acin

EsfuerJo

Factor de se0uridad a &a Factor de Se0uridadeui7a&ente de 7on=Bi=a car0a ?or fati0a

Mises =Bi=o

4)4J44MM ## 36)M4 *$a*ín): 5 *ín): 3)54M

*8F): 5J*8F): 5J

AN1LISIS

En este tipo de unión7 se observa ue la #8Fi#a de


120/164

Ta%&a ($' Resultados unión soldada


121/164

!e observa en la gr8


122/164


123/164

#NIONES S#ELDA4"ERNOS

a: #nin $

Fi0ura (), nión


124/164

!e #uestra en la gr8


125/164



126/164

RES#LTADOS

Defor=acinEsfuerJo

Factor de se0uridad a &a Factor de Se0uridadeui7a&ente de 7on

=Bi=a car0a ?or fati0aMises =Bi=o

4)4KM64M ## 5J)66 *$a*ín): 57K6JL *ín): 47MM

*8F): 5J*8F): 5J

AN1LISIS

Este tipo de unión e#pernada con la presencia de pernos ;ace ue el valor de la de


127/164

Ta%&a ($) Resultados unión suelda 2pernos 3


128/164

!e aprecia en la gr8


129/164


130/164

c: #nin (

Fi0ura (*. nión


131/164

!e deter#ina en la gr8


132/164

!e tiene en la gr8


133/164

RES#LTADOS

Defor=acinEsfuerJo

Factor de se0uridad a &a Factor de Se0uridadeui7a&ente de 7on

=Bi=a car0a ?or fati0aMises =Bi=o

4)43JKK ## 36)M4 *$a *8F): 5J*ín): 7M5

*8F): 5J

AN1LISIS

El tipo de unión #uestra una de


134/164

Fi0ura (++ Dise?o estructural propuesto) Fuente "os Autores

A SIM#LACIÓN DE CARGAS EST1TICAS

Ta%&a ($+ Resultados de la si#ulación


135/164


136/164

En la gr8


137/164

RES#LTADOS

Defor=acin

EsfuerJo

Factor de se0uridad a &a Factor de Se0uridadeui7a&ente de 2on=Bi=a car0a ?or fati0a

Mises

Tec;o5K7J5 *$a

*ín): J *ín): 5

647K53 *#*aF): 5J

*8F): 5J

AN1LISIS

Al aplicar las cargas #uertas sobre la estructura se puede observar una de


138/164

Ta%&a ($, Resultados de la si#ulación


139/164

En la gr8


140/164

!e tiene en la gr8


141/164

SIM#LACIÓN DE CARGAS DIN1MICAS

A continuación previo al an8lisis de la estructura


142/164

Ta%&a ($. Resultados de la si#ulación


143/164


144/164

"a gr8


145/164


146/164

"a gr8


147/164

!e tiene la gr8


148/164

Ta%&a ('$ Resultados de la si#ulación


149/164

En la gr8


150/164

En la gr8


151/164

()(' "RIMERA O"TIMIACIÓN DEL DISEHO

na ve9 ue se ;a co#probado lo ue sucede con la propuesta estructural


152/164

"a gr8


153/164

En la gr8


154/164

AN1LISIS

Al aplicar las cargas #uertas sobre la estructura se puede apreciar una de


155/164

!e da a conocer en la gr8


156/164

En la gr8


157/164

AN1LISIS

Al aplicar las cargas vivas #uertas la estructura indica una de


158/164



159/164

$resenta la gr8


160/164

AN1LISIS

"a respuesta de la estructura aplicado las cargas din8#icas tiene una de


161/164


162/164

En la gr8


163/164

AN1LISIS

Al aplicar todas las cargas ue debe soportar la estructura se tiene una de


164/164

*uestra la gr8

calculo estructural carroceria (1)

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