SIMULAÇÃO EM SOFTWARE CAE DO PEDAL DE FREIO
Resumo
Os pontos a serem melhorados de imediato, são o aumento do deslocamento do pedal e do braço de alavanca. Então, é preciso analisar os seguintes critérios para o dimensionamento correto: Normas de conforto para o piloto; Maior braço de alavanca no pedal; Maior resistência do mesmo. Segundo a norma ECE R13, a força máxima que o piloto deve aplicar no pedal para que a frenagem seja confortável é de 500N. Sabendo que é preciso ser aplicada uma força de 3801N pela haste no cilindro mestre para gerar a pressão necessária nas tubulações do sistema de freio, a relação do braço de alavanca que o pedal deve ter é de 1:7, 602. Mas devido a limitações de espaço físico a relação do pedal utilizada foi de 1:5. Outro fator que deve ser levado é os ângulos de ergonomia do piloto. Segundo Peacock, o piloto deve movimentar em no máximo 15° o seu pé e com isso ter dado fim de curso na haste do cilindro mestre. Com isso o curso que um pé de tamanho 40 poderá realizar dentro dos 15° é de 109mm. É necessário 30mm para dar fim de curso no cilindro mestre, com esse pedal irá atingir 22mm de curso do cilindro mestre. Junto com o projetista de Design, posiciona-se o cilindro mestre para que o mesmo não encoste na carenagem ou em outra parte do veículo. Assim tense a melhor noção do espaço físico para modelar o pedal, prevendo uma possível interferência com alguma outra peça. Com essas medidas principais, é modelado uma tal geometria que crie uma resistência mecânica alta e baixa massa. Isso pode ser atingido de várias formas, escolhendo um material adequando, uma geometria adequada ou é claro a união das duas possibilidades. Sabendo a força que deve ser aplicada no cilindro mestre, chegamos a uma força necessária que o piloto deve aplicar para frear o carro em uma situação de emergência. Estipulamos um coeficiente de segurança de duas vezes essa força e com isso chegamos a um valor de 1400N. Esse valor é o primeiro parâmetro conhecido para ser utilizado na simulação. O segundo fator que pode ser determinado é o material que será utilizado. O melhor material nesse tipo de caso é aquele que apresenta um modulo de elasticidade alto e que tenha uma densidade baixa, dando a peça uma alta resistência com um baixo peso. Para esse protótipo de pedal, foi usado Aço SAE 1020, pois tem um modulo de elasticidade de 350MPA e que não é tão caro, porem com uma densidade não tão baixa. O terceiro critério da analise são as condições de contorno da peça, como é a fixação da mesma e qual é o comportamento esperado por ela. Como o pedal de freio utiliza basicamente o princípio da alavanca para transmitir e multiplicar a força, ele deve possuir além do ponto de aplicação, uma articulação fixa. Outra condição de contorno que foi utilizada foi a fixação de extremidade oposta à que o piloto aplica a força, pois essa condição reflete uma situação severa, onde toda a força aplicada na frenagem já está sendo transmitida para o cilindro mestre, mas ela deve ser suportada mesmo assim pelo pedal. Um fator que se mostrou decisivo no dimensionamento correto do pedal foi a aplicação da força. Em casos não tão raros, o piloto não consegue apoiar a sola do pé perfeitamente sobre a soleira, fazendo com que toda essa força seja aplicada em uma área menor e deslocada para algum lado, induzindo que o pedal torça. Nessa simulação a força foi aplicada em uma pequena área da soleira, para que o teste simulasse um caso semelhante ao anterior exemplificado.
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