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dc.contributor.authorGarcía León, Ricardo Andrés
dc.contributor.authorAfanador García, Nelson
dc.contributor.authorGómez Camperos, July
dc.coverage.spatialColombiaen_US
dc.date.accessioned2025-10-23T12:48:19Z
dc.date.available2025-10-23T12:48:19Z
dc.date.issued2021-10-13
dc.identifier.issn2311-5521en_US
dc.identifier.urihttps://repositorioinstitucional.ufpso.edu.co/xmlui/handle/20.500.14167/5913
dc.description.abstractLas condiciones de operación durante el proceso de frenado en un automóvil afectan el contacto tribológico entre la pastilla y el freno de disco, influyendo así en los tiempos y distancias de frenado y, de manera más significativa, en la seguridad del proceso de frenado. Este trabajo matemático tuvo como objetivo proporcionar una visualización general del comportamiento mecánico, dinámico y térmico del freno de disco bajo diferentes condiciones de operación a través de mapas 2D de la potencia disipada, el tiempo de frenado y la distancia de frenado de un freno de disco con una hoja de ventilación tipo N-38. Sin embargo, la energía disipada en el freno de disco en términos de temperatura se analizó considerando la ley de enfriamiento de Newton y cálculos matemáticos a través de teorías clásicas del comportamiento dinámico y mecánico de los frenos de disco. Para este propósito, la Metodología de Superficie de Respuesta (MSR) y el modelo de ajuste de Mínimos Cuadrados Ponderados por la Distancia (MMPD) consideraron diferentes condiciones de operación del freno de disco. Los resultados demuestran que los frenos de disco pueden utilizarse eficazmente en condiciones operativas severas, con una velocidad de 100 km/h y una temperatura ambiente de 27 °C, sin afectar la seguridad de los ocupantes ni del sistema de frenado ni de la pastilla. Para las diferentes condiciones evaluadas, la temperatura instantánea alcanza valores de 182,48 y 82,94 °C, donde el valor más alto se encontró para una desaceleración total de 100 km/h a 0, lo que representa una distancia total de frenado de alrededor de 44,20 a 114,96 m dependiendo del ángulo de inclinación (θ). Además, la disipación de energía en los frenos de disco depende en gran medida de la geometría del disco, las palas y la pastilla, el tipo de material, los parámetros y las condiciones de operación del vehículo, como se puede verificar con un cálculo matemático para validar la contribución de la eficacia del proceso de frenado durante su funcionamiento real.en_US
dc.language.isoengen_US
dc.relationhttps://www.mdpi.com/2311-5521/6/10/363en_US
dc.titleMapas mecánicos y dinámicos de frenos de disco en diferentes condiciones de funcionamientoen_US
dc.title.translatedMechanical and dynamic maps of disc brakes under different operating conditionsen_US
dc.contributor.cvlacRicardo Andrés García León [0001454975]en_US
dc.contributor.cvlacNelson Afanador García [0000226920]en_US
dc.contributor.cvlacJuly Gómez Camperos [0001164287]en_US
dc.contributor.googlescholarRicardo Andrés García León [emeJT3sAAAAJ]en_US
dc.contributor.googlescholarNelson Afanador García [8Uk1lqUAAAAJ]en_US
dc.contributor.orcidRicardo Andrés García León [0000-0002-2734-1425]en_US
dc.contributor.orcidNelson Afanador García [0000-0001-5463-2036]en_US
dc.contributor.orcidJuly Gómez Camperos [0000-0003-3894-144X]en_US
dc.contributor.researchgateRicardo Andrés García León [Ricardo-Garcia-Leon]
dc.contributor.scopusRicardo Andrés García León [57192545232]en_US
dc.contributor.scopusNelson Afanador García [57202680756]en_US
dc.contributor.scopusJuly Gómez Camperos [57220550902]en_US
dc.description.abstractenglishThe operating conditions during the braking process in an automobile affect the tribological contact between the pad and disc brake, thus, influencing the times and distances of braking and, in a more significant way, the safety of the braking process. This mathematical work aimed to provide a general visualization of the disc brake’s mechanical, dynamic, and thermal behavior under different operating conditions through 2D maps of the power dissipated, braking time, and braking distance of a disc brake with a ventilation blade N- 38 type. However, the dissipated energy on the disc brake in terms of temperature was analyzed considering Newton’s cooling law and mathematical calculations through classical theories of the dynamic and mechanical behavior of the disc brakes. For this purpose, the Response Surface Methodology (RSM) and DistanceWeighted Least Squares (DWLS) fitting model considered different operating conditions of the disc brake. The results demonstrate that the disc brakes can be used effectively in severe operational requirements with a speed of 100 km/h and an ambient temperature of 27 C, without affecting the occupant’s safety or the braking system and the pad. For the different conditions evaluated, the instantaneous temperature reaches values of 182.48 and 82.94 C, where the high value was found for a total deceleration to 100 km/h to 0, which represent a total braking distance of around 44.20 to 114.96 m depending on the inclination angle ( ). Furthermore, the energy dissipation in the disc brakes depends strongly on the disc, blades and pad geometry, the type of material, parameters, and the vehicle operating conditions, as can be verified with mathematical calculation to validate the contribution of the effectiveness of the braking process during its real operation.en_US
dc.subject.proposalMapasen_US
dc.subject.proposalDesgasteen_US
dc.subject.proposalFricciónen_US
dc.subject.proposalFundición grisen_US
dc.subject.proposalTemperaturaen_US
dc.subject.keywordsMapsen_US
dc.subject.keywordsWearen_US
dc.subject.keywordsFrictionen_US
dc.subject.keywordsGray cast ironen_US
dc.subject.keywordsTemperatureen_US
dc.publisher.facultyFacultad ingenieríasen_US
dc.type.redcolhttp://purl.org/redcol/resource_type/ARTen_US
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dc.identifier.DOIhttps://doi.org/10.3390/fluids6100363en_US


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