ANÁLISES DAS ENGRENAGENS DA CAIXA DE TRANSMISSÃO PELO MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS

Resumo

O presente trabalho tem por intuito analisar as engrenagens de um veiculo baja tipo off-road pelo método de elementos finitos; por este método pode-se determinar o comportamento estrutural das engrenagens utilizando softwares de análises (CAE - Computer Aided Engineering). Os componentes a serem analisados são inicialmente dimensionados via cálculo e posteriormente modelados em um software (CAD -240Computer Aided Design). O Método de elemento finitos aplicado é uma análise matemática que consiste na discretização de um meio contínuo em pequenos elementos, mantendo as mesmas propriedades do meio original, estes pequenos elementos são unidos por nós que possuem graus de liberdade que o caracterizam como tridimensionais ou bidimensionais. É importante o conhecimento em algumas teorias que levam ao entendimento da deformação dos corpos que serão analisados, tais como: módulo de elasticidade, que busca estudar os componentes sólidos deformáveis utilizando um aparato matemático de equações diferenciais; lei de Hooke, observa que o material se deforma conforme são aplicadas as forças no mesmo; Critério de falha de Von Mises, indica a maior tensão que se encontra no componente modelado, indicando o regime de escoamento, por esta, o mesmo é denominado como critério de plasticidade ou de escoamento, este critério de falha é baseado nas distorções provocadas pela energia de deformação onde um material submetido a um esforço tende a deslocar seu volume em três dimensões principais x, y, z. Partindo para a análise estática identifica-se a fixação e os carregamentos que serão aplicados nas engrenagens para ter uma simulação confiável. No modelo descrito seria viável aplicar uma geometria fixa em uma face da chaveta, contrária ao torque; e aplicar o torque calculado em teoria na pior situação, que no caso é no diâmetro primitivo e estabelecer as previsões a respeito do seu comportamento. A geração de malha tem por intuito dividir o domínio do problema em sub-regiões de geometria simples (formato triangular, quadrilateral, cúbico, etc). Buscando uma linearidade dos resultados procura-se aplicar um método de convergência de malhas, que representa vários refinamentos diferentes e, é de grande importância que, por intermédio deste sucessivo refinamento- possa-se observar a convergência dos valores obtidos de tensão, levando ao valor aproximado. Os parâmetros que descrevem o comportamento do sistema são os deslocamentos nodais, a partir destes pode-se determinar os esforços internos e avaliar a resistência da estrutura do objeto em análise. Ao se utilizar o método dos elementos finitos para a análise das engrenagens é possível constatar as tensões residuais em todos os pontos da mesma, podendo-se aplicar uma otimização de projeto caso a peça esteja acima ou abaixo do limite de escoamento do material.240