Análise pseudo-dinâmica de um fole múltiplo de uma suspensão pneumática

• Autor(a) principal: Simões, Hugo Joel Martins
• Data de Publicação: 2009
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/2494
• topic: Engenharia mecânica; Elastómeros; Comportamento mecânico; Automóveis

O crescente desenvolvimento das técnicas e algoritmos de modelação analítica de estruturas permitiu a utilização em larga escala das técnicas de ensaio experimental. Estas, permitem não só a validação de modelos matemáticos mas também o esclarecimento de certos efeitos que, pela simulação por via analítica não são consensuais. Neste trabalho é aplicada uma dessas técnicas de ensaio, o ensaio pseudo-dinâmico (PsD), para a análise de um fole pneumático de uma suspensão automóvel, que é elemento permutador de energia cinética em potencial e vice-versa. Este trabalho tem por base o algoritmo conhecido como Método da aceleração constante desenvolvido para a análise dinâmica de estruturas pelo engenheiro americano Nathan M. Newmark em 1959. Trata-se de um processo esse que introduz a ideia de parâmetros livres cuja variação acarreta modificações nos coeficientes das expressões que permitem intensificar características consideradas úteis. Através do método pseudo-dinâmico (PsD) foi possível uma simulação bastante precisa do comportamento dinâmico do fole pneumático em estudo. Esta metodologia também permitiu obter em qualquer estado de deformação do acessório ensaiado, a sua constante de rigidez (K), parâmetro importante na caracterização do comportamento vibratório de todo o sistema. Além disto, foram efectuados sobre o mesmo elemento, um conjunto de ensaios não destrutivos a fim de avaliar o seu comportamento oscilatório. Para tal foi elaborado um programa que permite obter de modo iterativo a determinação do deslocamento do sistema dinâmico mola e massa (um grau de liberdade) em função da força externa variável no tempo. A mola do sistema tem rigidez variável devido à compressão adiabática do ar, proporcionando um estudo mais elaborado do que a teoria disponível sobre o comportamento dinâmico de sistemas lineares. ABSTRACT: The constant development of algorithms in the numerical modeling of the behavior and integrity assessment in structural construction has motivated in a large scale the simultaneous innovation in experimental methodologies. These last techniques largely contributed to clarify some non-consensual aspects that were abbreviated in the numerical approaches (as an accurate modeling of the structure boundary conditions) and in a more important step, the validation of the analytic models. This work describes the application of one method to approach the behavior of dynamically stressed structures; that are Pseudo-Dynamic (PsD), Techniques in the behavior simulation of the elastic element of a suspension for automotive applications; that is a pneumatic bellow working as the suspension spring. The PsD technique has as numerical tool the NEWMARK constant acceleration method, a very reliable time integration algorithm given its stability and easy-to-program in computer procedures This work has also included a set of non-destructive tests aiming the evaluation of the effective mechanical characteristic of the accessory when subjected to prescribed large displacements, as occurring in run. As result of this step of this work, the computer program included in the PsD procedure was developed to include at each time step of the calculations, the actual stiffness of the elastic element in study, corrected with an adiabatic pressure evolution due to the sharp thermodynamic variation state with time. As the elemental theory on linear dynamic systems does not approach satisfactory the behavior of the pneumatically controlled stiffness components, more elaborate solutions were achieved with the use of iterative methods described in the study.