SIMULAÇÃO EM SOFTWARE CAE DO PEDAL DE FREIO

GABRIEL RAMIRES PEIXOTO REIS, IAGO CAMARGO BAUMHARDT, RODRIGO ANDRADE DE SOUZA, VINICIUS DREHER BARBON, FERNANDO SANSONE DE CARVALHO, FERNANDO SANSONE DE CARVALHO

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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