Projeto e Análise Estrutural de Quadro para Veículo de Desporto Motorizado

• Autor(a) principal: Pereira, Miguel Costa
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/24265
• topic: Tubular Frame; Finite Element Method; SolidWorks; Ansys; Motorized Sport; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia

Esta dissertação teve como objetivo o desenvolvimento de um quadro desportivo bi-lugar, fechado ou aberto, e posterior avaliação através de programas de engenharia assistida por computador. Para o desenvolvimento deste quadro foi tido em conta o regulamento fornecido pela federação internacional do automobilismo - FIA, sendo proposto um desenho de estrutura com as dimensões mínimas requeridas, capaz de superar os ensaios previstos e poder no final ser validada por esta entidade. Para isto, foram realizadas simulações recorrendo a programas de análise de método dos elementos finitos, considerando um ensaio no regime linear material e geométrico, de forma a obter resultados dentro dos limites impostos pelo regulamento da instituição. De forma a se poderem realizar as simulações teve-se de efetuar a escolha das seções de tubo a utilizar conforme o especificado no regulamento, e tendo em conta a rigidez e os esforços a que este tipo de estruturas estão sujeitos, sendo depois aplicado no devido programa como elementos de viga. Já para o caso das placas aplicadas no quadro, estas foram tratadas como elementos de casca. De forma a se cumprir o regulamento foram realizadas as simulações dos ensaios. Realizaram-se cinco simulações, três delas com respeito à avaliação da célula de sobrevivência, e os outros dois referentes ao estudo da estrutura de anti-capotamento. Para todas as simulações foram analisados os resultados referentes ao deslocamento em carga e às tensões equivalentes de Von-Misses, sempre obtido segundo um regime linear elástico. Como resultados foram obtidos valores satisfatórios e sempre dentro dos limites referidos nos regulamentos FIA. No caso da avaliação da célula de sobrevivência tinha-se como limite 1 mm de deslocamento permanente ou não ultrapassar o valor da tensão de limite elástica do material. Para o primeiro e segundo caso de carga foram obtidos valores de deslocamento inferiores ao máximo imposto e também na análise de tensões o valor da tensão de limite elástica do material não foi ultrapassada, obtendo-se assim uma validação destas duas simulações. Quanto ao terceiro caso de carga este obteve um valor de deslocamento superior a 1 mm, mas quando avaliado, os valores de tensão instalada não ultrapassavam o valor de limite elástico do material, não apresentando deste modo uma deformação permanente, podendo também ser validada esta simulação. Para o estudo da estrutura de anti-capotamento foram estabelecidos limites de deslocamento máximo em regime elástico de 50 mm quando não ultrapassada a tensão de limite elástica do material, ou um deslocamento permanente de 100 mm no caso de ultrapassar a tensão de limite elástica do material. Para ambos os casos de carga, no arco principal e no traseiro, obtiveram-se valores de deslocamento muito inferiores ao limite imposto pelo regulamento, e quanto aos valores de tensões aplicadas retiraram-se valores também inferiores ao limite elástico do material, podendo-se assim considerar válida a simulação.