ESTUDO E PESQUISA DE SIMULAÇÃO ESTRUTURAIS APLICADAS A UM PROJETO OFF-ROAD - BAJA

DEISE OVERBECK, JULIO EDUARDO FORSTER, RODRIGO STRUCK DA ROSA, FLAVIO THIER, FERNANDO SANSONE DE CARVALHO

Resumo


As exigências no processo de desenvolvimento de produtos são cada vez mais intensas. Uma das soluções para atender a essas exigências está no FEA (Finity Elements Analysis 226 Análise por Elementos Finitos) que permite calcular, simular e analisar o produto, detectando e corrigindo possíveis falhas ainda na fase de projeto, dando assim um menor custo ao produto final. Com essa tecnologia, consegue-se reduzir o tempo de projeto, pois o que antes era ensaiado de forma prática para avaliação, hoje pode ser ensaiado virtualmente. Essas análises de simulações virtuais em projetos estruturais do Baja tem extrema importância para o carro, pois além de fazer a validação de projeto reduz massa dos componentes mecânicos ensaiados, garantindo a segurança e aumentando a confiabilidade. Neste trabalho, tem-se como objetivo analisar o chassi do veículo, o cubo de roda dianteiro e a manga de eixo da suspensão dianteira garantindo a resistência mecânica240 e reduzindo massa na ordem mínima de 15%. A metodologia utilizada foi a ferramenta SolidWorks Simulation 2012, que aborda o método de elementos finitos em suas análises. Antes de ensaiar algum componente mecânico, necessita-se de algumas características dos materiais, como tensão de escoamento, resistência à tração e compressão para então adicionar o material ao componente e simula-lo virtualmente. Para obterem-se estes dados, realizaram-se ensaios de tração e compressão com corpos de prova fabricados pela própria Equipe. Com os resultados gerados pela máquina de ensaio, imputaram-se esses valores no software de simulação para iniciar as análises virtuais. Na próxima etapa determinou-se o grau de refinamento da malha que o programa irá gerar antes da simulação. Posteriormente, devem-se determinar as condições de contorno para o componente em estudo que são os pontos de fixação e os pontos que irão sofrer o carregamento. Além disso, deve-se determinar a quantidade, dimensão e o tipo de elemento finito a ser utilizado. Depois, finalmente, realizam-se as análises. Durante a competição, a avaliação das simulações computacionais dos projetos sofre uma forte cobrança da parte dos juízes, pois eles não querem figuras coloridas, o que é muito fácil de ser gerado, sem o aluno saber o que realmente está fazendo. Como resultado, conseguiu-se uma redução de massa no chassi na ordem de 20%, garantindo resistência mecânica e segurança para o piloto. Já para o cubo de roda, reduziu-se o peso no teor de 45%. Na manga de eixo da suspensão dianteira, conseguiu-se reduzir 15%. Com isso conclui-se que as simulações realizadas foram validadas em testes de pista off-road, dando a confiabilidade necessária na nova metodologia de dimensionamento, não havendo a necessidade de construir protótipos para simular, o que reduziu o tempo de projeto.


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