Método dos elementos finitos aplicado a uma roda fabricada com material compósito...

O desejo das equipes de competição automobilística de ir mais rápido e a pressão imposta sob a indústria automotiva por veículos com baixas emissões de gás carbônico faz da redução de massa um objetivo em comum entre esses dois universos. Há quase 60 anos, na Fórmula 1, se iniciava o uso de materiais compósitos em automóveis e, com o advento de novas tecnologias, esse recurso vem se aproximando do público geral. Seguindo essa linha de pensamento, se propôs o desenvolvimento de uma roda constituída de polímero reforçado com fibras de carbono, para um carro de Formula SAE. Para tanto, foi necessário estudar os esforços os quais o componente será submetido, definir sua geometria e realizar análises estruturais levando em conta diferentes cenários de pilotagem. Essa última etapa foi abordada com mais profundidade ao longo do trabalho, sendo desenvolvida com o auxílio de um software de simulação baseado na teoria dos elementos finitos. O trabalho, além de apresentar soluções que conseguiram satisfazer os objetivos traçados, mostra um pouco do desafio que é lidar com o modelamento de um material não isotrópico aplicado a geometria complexa.

Título em Inglês

Finite elements method applied to a laminated composite wheel for Formula SAE prototype

Palavras-chave em Inglês

Finite elements
Composite
Wheel
Formula SAE

Resumo em Inglês

The intent of racing car competition teams to drive faster and faster and the pressure placed on automobile industry in order to build vehicles with low carbon dioxide emission makes mass reduction a common purpose pursued by both staffs. Almost 60 years ago, in Formula 1, one started using composite materials in racing cars, and with the emergence of new technologies, that resource is becoming more and more widespread and well-known. Following that trend, one tried to develop a wheel composed by polymer reinforced with carbon fiber, for a Formula SAE racing car. Therefore, it was necessary to study the amount of stress to which the component will be submitted, to define its geometry and to carry out structural analyses taking into account different driving scenarios. This final phase required a more careful and detailed development by using a simulation software based on the finite element theory. Besides presenting solutions which help one meet the intended purpose of the research, it reveals some of the challenges one has to face when dealing with the modeling of not isotropic material applied to complex geometry.

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Data de Publicação

2019-05-08

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