Simulação numérica e medição experimental de tensão mecânica em chassi de veículo em condições de operação

• Autor(a) principal: Bozzetto, Juliano
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/150534
• topic: Engenharia mecânica; Chassis; Mechanical stress; Strain gage; Arduino; Finite element

Os equipamentos utilizados para pavimentação de rodovias e estradas são constituídos por diversos modelos de veículos ou implementos desde rolos compactadores, vibro acabadoras, usinas misturadoras a frio, fresadoras, tanques, aspersoras, tratores, usinas de asfalto entre outros. Estas últimas, as usinas de asfalto, fabricadas na empresa Bomag Marini Equipamentos Ltda, com todos os componentes da usina montados sobre um chassi com vigas estruturais, para rodar em rodovias nacionais e internacionais até o cliente, sendo então estacionada, e alterada as condições de apoio para entrar em operação adotando outra condição de contorno, ou seja, o chassi é rebocado com o auxílio de um cavalo trator e para entrar em operação de fabricação de asfalto são adicionados apoios adicionais devido o incremento de carga. Com o objetivo de validar modificações no projeto estrutural feitas no chassi, este trabalho implementa a instrumentação com extensômetros de resistência elétrica strain gages a fim de avaliar tensões e deformações em pontos críticos do chassi, tanto numa condição estática, com o incremento dos componentes da usina no chassi, quanto numa condição dinâmica em que o sistema se encontra em trânsito. Os resultados das medições estáticas são comparados com um modelo numérico em elementos finitos, o qual é usado para estimativas futuras do comportamento quanto à fadiga nas condições de deslocamento em grandes distâncias. Nas medições dinâmicas pode-se observar modos de vibração do chassi, sendo possível comparar com a simulação numérica a exatidão das informações obtidas pelo sistema de medição, bem como a variação de tensão, para um determinado percurso, ao longo do tempo. A instrumentação baseou-se na plataforma aberta Arduino a qual possibilitou a medição de deformações com o uso dos extensômetros de forma simples, portátil e independente. O trabalho indica como o sistema foi construído, seus componentes e suas características, bem como a incerteza associada. Medições ao longo do tempo de deformações em um ponto crítico, e por conseguinte tensão mecânica, do chassi da usina de asfalto é analisado e comentado assim como a correlação com o modelo de elementos finitos no caso estático. Conclui-se que a instrumentação atendeu aos requisitos mínimos para um sistema que pretenda monitorar tensões mecânicas estando as tensões medidas em ordens de grandezas consideradas seguras para o equipamento.