Supongo que la pregunta es: ¿Cuándo?
Las jaulas antivuelco suelen formar parte de un sistema de seguridad de tubos estructurales montados en puntos clave en una construcción unibody o como parte de un marco. No están destinados a transportar ninguna carga, excepto cuando voltea su vehículo. Las fuerzas que actúan en la jaula antivuelco se verán afectadas drásticamente por la ubicación del impacto y la cantidad de fuerza causada por el accidente (es decir, qué tan rápido iba cuando golpeaba). En última instancia, están allí para evitar que el automóvil lo aplaste directamente, aunque esto puede ser un punto discutible si viaja lo suficientemente rápido.
Para tener una idea de cuánta fuerza actúa sobre un automóvil en un accidente, podemos considerar algo con lo que estamos familiarizados, la gravedad. Una colisión de 20 mph en un automóvil típico, de frente, es aproximadamente el equivalente a tambalearse sobre el borde de un edificio de dos pisos y aferrarse al volante para salvar la vida al pasar dos ventanas y golpear el concreto debajo. Cualquiera que se haya caído de su casa de dos pisos sabe que esto duele, pero la mayoría de las personas ni siquiera piensan que una colisión de 20 mph en su automóvil sea peligrosa.
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Ahora avancemos rápidamente a su vehículo de riel de arena o autocross con una jaula antivuelco. La apuesta es que si la jaula es necesaria es porque volteó su automóvil / buggy al doblar una esquina. Esto significa que el mayor impulso que tienes es ir en línea recta mientras tus neumáticos y tu mente quieren girar. Si su centro de gravedad es lo suficientemente alto, la mayoría de la masa de su vehículo seguirá en la dirección del impulso y creará un momento sobre su neumático. Esto hace que su auto ruede. Las cosas rodantes solo requieren tanta fuerza como su peso si el balanceo es suave, sin embargo, nunca he visto un automóvil voltearse suavemente. En cambio, saltan, golpean, resbalan y golpean. Esa primera libra es el impacto que tiene su jaula antivuelco.
F = ma es lo que todos debemos recordar, lo que significa que si la masa de su vehículo es constante (más o menos dependiendo de la cantidad de refrescos que haya tenido y si cree en su escala), la única variable de conducción de cuánta fuerza está actuando en cualquier cosa está tu aceleración. En este caso, la aceleración significa aceleración negativa porque ahora estás tratando de pasar de una tirada a una parada, o al menos eso es lo que el mundo te está haciendo hacer. Entonces, la moraleja de la historia es que cuanto más rápido vayas, más fuerza tendrá tu jaula antivuelco en ese primer salto y golpe.
Cuanto más rápido planees ir, más fuerte debe ser tu jaula. Tenga en cuenta que después de cierto punto, no importa si su jaula antivuelco es indestructible porque el cinturón de seguridad realmente lo cortará por la mitad. En ese punto, comienza a entrar en elementos de diseño que incluyen la absorción de choque intencional. Esto es a lo que los fabricantes de automóviles siempre se refieren como su zona de deformación. En este caso, diseñaría su jaula antivuelco para absorber una cierta cantidad de energía al deformarse para mantenerlo a usted y su cinturón de seguridad en buenos términos. Sin embargo, es complicado porque tiene que deformarse y mantener una jaula a su alrededor. También tenga en cuenta que cuando agrega una jaula antivuelco a un vehículo existente, en realidad puede eliminar esta característica de seguridad del cuerpo existente al hacer que todo sea más rígido. Tenga cuidado y consulte a su modelo local de elementos finitos antes de soldar cosas.
