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Título: Avaliação estrutural de um chassi de fórmula SAE em material compósito
Título(s) alternativo(s): Structural analysis of a formula SAE chassis with composite materials
Autor(es): Dolinski, Henrique Otokovieski
Silva, Ricardo Janssen Harger da
Orientador(es): Luersen, Marco Antônio
Palavras-chave: Análise estrutural (Engenharia)
Materiais compostos
Estruturas em favo de mel
Método dos elementos finitos
Automóveis - Molas e suspensão
Structural analysis (Engineering)
Composite materials
Honeycomb structures
Finite element method
Automobiles - Springs and suspension
Data do documento: 29-Nov-2022
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: DOLINSKI, Henrique Otokovieski; SILVA, Ricardo Janssen Harger da. Avaliação estrutural de um chassi de fórmula SAE em material compósito. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022.
Resumo: O chassi é um dos principais componentes de um veículo, sendo responsável por acomodar todos os outros sistemas e componentes como o motor e a suspensão. Em veículos de competição, os principais tipos de chassi são os tubulares, monocoques e modelos híbridos entre os dois. Nos chassis monocoques e híbridos, a utilização de materiais compósitos, com estruturas sanduíche utilizando honeycombs como núcleo, se tornou uma solução muito aplicada, pois permite estruturas mais leves e rígidas. A rigidez de um chassi, em especial a torcional, é um dos principais parâmetros do projeto e dentre os diversos motivos que a tornam importante, está garantir o funcionamento da suspensão. Na fase de projeto, simulações pelo métodos dos elementos finitos se mostram uma excelente opção para avaliar a rigidez torcional de um chassi. Neste contexto se insere o presente trabalho, cujo objetivo é projetar um chassi híbrido, utilizando materiais compósitos, e que atendam aos requisitos de um veículo de competição fórmula SAE. São avaliadas as propriedades de massa, através de modelos tridimensionais do chassi, e rigidez torcional por meio de simulações pelo método de elementos finitos, utilizando softwares comerciais. É feito também um estudo comparativo entre o projeto de chassi obtido neste trabalho, com versões anteriores utilizadas pela equipe Fórmula UTFPR, projeto de extensão da UTFPR-campus Curitiba, e que participa da competição acadêmica Fórmula SAE.
Abstract: The chassis is one the main components in a vehicle, being responsible for the assemble of all other vehicle systems and components, such as the engine and suspension. In competition vehicles, the main chassis types are the tubular spaceframe, monocoques and a hybrid between the two of them. In monocoque and hybrid chassis, the use of composite materials with sandwich structures using a honeycomb as the core, are being often applied as then allow to reach lighter and stiffer structures. The stiffness of a frame, especially the torsional stiffness, is one of the main project parameters as it is necessary to guarantee the proper function of the suspension system. During the design stage, computational simulations thorough finite element analysis are a great tool to evaluate the torsional stiffness of a chassis. This project is inserted into this context, where the objective is to design a hybrid chassis, using composite materials, that meet the requirements of a formula SAE competition vehicle. Properties such as mass, using tridimensional chassis models, and torsional stiffness, through finite element analysis softwares, are evaluated. It is shown a comparison between the chassis models developed during this project and previous chassis used by the formula SAE team, Fórmula UTFPR, from UTFPR-Curitiba, which integrates the Formula SAE competition.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35331
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