Diseño y fabricación de un basculante para motocicleta de competición

Abstract

El basculante es una de las principales piezas que forman parte de una motocicleta. Es por eso que su geometría y capacidades mecánicas definen algunas de las principales prestaciones de una moto. En este proyecto, se desarrollará el diseño y la fabricación de un basculante para una motocicleta de 250 cc. El proyecto se encuentra en el marco del proyecto ISC-Motostudent. Este proyecto forma parte de la asociación estudiantil ISC, donde el proyecto Motostudent tiene como finalidad diseñar y fabricar una motocicleta de competición, para que durante octubre de 2019 más de 50 universidades de todo el mundo compitan en Motorland, Aragón. Es por esto que a lo largo del proyecto se harán referencias al equipo o a variables del basculante definidas previamente por ISC. El basculante es la pieza que une el chasis con la suspensión trasera y la rueda trasera. Tiene gran importancia en la dinámica general de la motocicleta. Su geometría puede hacer variar, por ejemplo, la velocidad punta o la maniobrabilidad del vehículo. A lo largo de este proyecto, se buscará mejorar las prestaciones de la pieza presentada en la edición anterior de Motostudent y conseguir un basculante fabricable y económicamente factible. Para fabricar este basculante se usará espuma de aluminio. La espuma es un material relativamente novedoso que, pese a que tiene ya aplicaciones en aeronáutica y automovilismo, nunca se ha utilizado de forma seriada como elemento estructural. La espuma de aluminio está formada por aluminio que, mientras está fundido, se le aplica aire comprimido, consiguiendo formar burbujas en toda la masa líquida que, una vez solidificada, se convierte en una espuma. Sus principales características mecánicas son su baja densidad y su elevada resistencia específica (tensión de rotura/densidad). El prinicipal problema que presenta diseñar con ella es su baja resistencia a torsión, por su condición de espuma, y la necesidad de trabajar con ella en forma de paneles sándwich, lo que complica el diseño y la fabricación.

Swingarms are one of the main pieces which are part of a motorcycle. That is why its geometry and mechanical capabilities define some of the main features of a motorcycle. In this project, the design and manufacture of a swingarm for a 250cc motorcycle will be developed. The project is within the framework of the ISC-Motostudent project. It is part of the ISC student association, where the Motostudent project aims to design and manufacture a competition motorcycle, so that during October 2019 more than 50 universities from around the world will compete in Motorland, Aragón. This is why throughout the project references will be made to the team or to variables of the swingarm previously defined by ISC. The swingarm is the part which joins the chassis with the rear suspension and the rear wheel. It has great importance in the general dynamics of the motorcycle. Its geometry can affect to, for example, top speed or maneuverability of the vehicle. Throughout this project, we will seek to improve the performance of the piece presented in the previous edition of Motostudent and to obtain a manufacturable and economically feasible swingarm. Aluminum foam will be used to manufacture this swingarm. Foam is a relatively new material that, although it already has applications in aeronautics and motorsport, has never been used serially as a structural element. The aluminum foam is formed by aluminum that, while molten, compressed air is applied to it, forming bubbles in the liquid mass that, once solidified, becomes a foam. Its main mechanical characteristics are its low density and its high specific resistance (breaking strain/density). The main problem presented by designing with it is its low resistance to torsion, due to its foam condition, and the need to work with it as sandwich panels, which complicates the design and manufacture.