"Ciências Básicas para o Desenvolvimento Sustentável"

24 a 26 de outubro de 2023

Trabalho 19494

ISSN 2237-9045
Instituição Universidade Federal de Viçosa
Nível Graduação
Modalidade Pesquisa
Área de conhecimento Ciências Exatas e Tecnológicas
Área temática Engenharia mecânica
Setor Departamento de Engenharia de Produção e Mecânica
Conclusão de bolsa Não
Apoio financeiro FUNARBE, Outros
Primeiro autor Bernardo Kreischer de Macedo Sartori
Orientador GEICE PAULA VILLIBOR
Outros membros Marlon de Assis Marinho Filho
Título Análise modal via elementos finitos do chassi de um veículo tipo baja
Resumo O veículo tipo baja é monoposto e robusto e deve estar de acordo com as regras de segurança e desempenho automotivo, definidas pelo regulamento SAE Brasil. Esses veículos têm que apresentar maior versatilidade de mobilidade, como capacidade de trabalho em terrenos de baixa sustentação, inclinados e irregulares. O campo do conforto e das percepções humanas, as vibrações mecânicas são de extrema importância para a dinâmica e para o projeto de veículos automotores. Dessa forma, objetivou-se com o presente trabalho determinar, por meio do método de elementos finitos, as frequências naturais do chassi do veículo projetado pela equipe UFVbaja, a fim de evitar ressonâncias com a frequência de trabalho do motor e da pista. Para a análise, foi utilizado o programa computacional Ansys Workbench®. O chassi do veículo foi modelado em CAD, no qual foram realizadas simplificações na geometria, em pontos de soldas e junções, para facilitar a geração posterior da malha de elementos. Foram utilizados elementos de casca, devido aos tipos de esforços e pela redução do custo computacional. Após a geração da malha e análise de convergência, foram aplicadas as condições de contorno. A análise modal foi realizada em condição livre-livre para aquisição dos 12 primeiros modos de vibrar do chassi e suas respectivas frequências naturais. Como modo de verificação das frequências adquiridas, os seis primeiros resultados, os quais representam os primeiros seis graus de liberdade (3 para translação e 3 para rotação) precisam ser iguais a zero. Após isso, foram analisados os resultados dos seis últimos modos e comparados com as frequências que o motor e pista podem transmitir para o chassi. Como um dos requisitos do projeto, tais frequências devem estar distantes das vibrações que colocam em risco a saúde do piloto, seguindo a norma ISO 2631. As vibrações mais perigosas para o corpo humano estão na faixa de frequências que vai de 4 a 15 Hz, sendo a faixa de 4 a 8 Hz crítica para a vibração do corpo todo e a faixa de 8 a 15 Hz, transmitidas ao corpo pela espinha. Os resultados encontrados foram: 0 Hz para os três primeiros modos; 0,004; 0,006 e 0,016 Hz para o 4°, 5° e 6º modos, respectivamente. Os valores importantes para análise, os quais foram comparados às frequência de trabalho do motor e pista, foram: 67,85; 79,23; 79,81, 107,12; 107,68 e 113,56 do 6° ao 12° modos de vibração, respectivamente. As vibrações de pista em que o veículo trafega é caracterizada por vibrações abaixo de 20 Hz e as vibrações provenientes do motor estão na faixa de 16,67 a 63,33 Hz. Considerando os valores encontrados, a sexta frequência natural requer atenção, visto que se aproxima da faixa de operação do motor, o que pode acarretar ressonância. Dessa forma, sugere-se para o projeto do novo chassi, uma alteração nos parâmetros de rigidez e massa de forma a deslocar as frequências fora da faixa de possíveis ressonâncias.
Palavras-chave Vibrações, Elementos finitos, análise modal
Forma de apresentação..... Painel
Link para apresentação Painel
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