Análisis por elementos finitos de un prototipo de chasis de kart para la categoría OK-J bajo condiciones de carga estática y dinámica

Resumen

Este trabajo presenta un análisis estructural de un prototipo de bastidor para Go-Kart, desarrollado mediante el método de elementos finitos (FEA), con el propósito de evaluar su comportamiento mecánico frente a cargas estáticas y dinámicas. El diseño se fundamentó en las dimensiones estándar de la CIK-FIA, 700 mm de ancho, 1800 mm de largo y 1070 mm de distancia entre ejes, utilizando tubería de acero ASTM A36, diámetro de 38.1 mm y espesor de 3 mm, material seleccionado por su disponibilidad y relación costo-resistencia en el mercado ecuatoriano. Se modeló un bastidor tipo escalera, aplicando cargas equivalentes al peso del conductor, los componentes y las solicitaciones dinámicas generadas por frenado, aceleración y maniobras de giro. La calidad de la malla fue validada mediante el criterio del cociente de aspecto, con un valor de 3.266, lo que aseguró una buena calidad numérica. Los resultados indicaron que, tras incorporar un larguero transversal adicional, los esfuerzos máximos alcanzaron 232 MPa, permaneciendo por debajo del límite elástico del material de 240 MPa, mientras que la deformación máxima fue de 0.8 mm. Estos resultados confirman la viabilidad estructural del diseño propuesto y destacan la utilidad del análisis computacional como herramienta para optimizar el diseño de bastidor. Se propone esta metodología como base para futuras validaciones experimentales, estudios de fatiga e implementación de materiales alternativos que contribuyan a mejorar la seguridad y eficiencia estructural en vehículos de pequeña escala.