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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40713| Título: | Dinâmica de uma combinação de veículo de carga em ordem de marcha: determinação de limite de tombamento estático prévio a uma curva |
| Título(s) alternativo(s): | Dynamics of a cargo vehicle combination in running order: determination of static rollover threshold prior to a curve |
| Autor(es): | Amaral, Wellington Luiz |
| Orientador(es): | Palacios, Rodrigo Henrique Cunha |
| Palavras-chave: | Engenharia mecânica Transporte rodoviário de carga Rodovias Mechanical engineering Trucking Roads |
| Data do documento: | 21-Mai-2026 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Cornelio Procopio |
| Citação: | AMARAL, Wellington Luiz. Dinâmica de uma combinação de veículo de carga em ordem de marcha: determinação de limite de tombamento estático prévio a uma curva. 2026. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2026. |
| Resumo: | Este trabalho analisa a dinâmica de estabilidade em Combinações de Veículos de Carga (CVC), como semirreboques e bitrens, cujas complexas interações de forças decorrentes da má amarração da carga, imprudência e conservação precária das rodovias motivaram a pesquisa sobre a influência das acelerações laterais na segurança dessas composições. O objetivo central foi propor um sistema de alerta preditivo de perda de estabilidade baseado na velocidade e no raio de curvas à frente, utilizando para isso um modelamento matemático no software MATLAB integrado à fórmula de Haversine para calcular distâncias reais e raios de curvatura via coordenadas de GPS. Tendo como base teórica o Limite de Tombamento Lateral Estático (SRT) — definido pela relação entre a bitola do eixo e a altura do centro de gravidade —, os testes de campo com um semirreboque de PBTC de 48,5 t validaram o modelo e a eficácia do sistema de Função de Estabilidade do Veículo (VSF). Os resultados técnicos demonstraram uma convergência notável: enquanto o SRT teórico foi estimado em 0,431 g, os testes práticos com o sistema desativado registraram o limite físico em 0,541 g (5,31 m/s²) a 43,6 km/h, ao passo que, com o VSF operante, a intervenção automática dos freios ocorreu de forma antecipada e segura a 0,413 g (4,05 m/s²). A pesquisa demonstra que o SRT calculado é uma métrica de projeto conservadora e confiável, embora o termo comercial "antitombamento" seja tecnicamente impreciso se comparado a "sistema de controle de rolagem"; ademais, aponta-se que a principal vulnerabilidade de sistemas preditivos em nuvem é a precária conectividade nas rodovias brasileiras, sugerindo que a evolução para modelos resilientes dependerá da integração de mapas diretamente no hardware do veículo por meio de computação de borda (edge computing). |
| Abstract: | This work analyzes the stability dynamics in Cargo Vehicle Combinations (CVCs), such as semi-trailers and double trailers, whose complex force interactions resulting from poor cargo securing, recklessness, and poor road maintenance motivated research on the influence of lateral accelerations on the safety of these combinations. The central objective was to propose a predictive stability loss warning system based on speed and curve radius ahead, using a mathematical model in MATLAB software integrated with the Haversine formula to calculate real distances and curvature radii via GPS coordinates. Based on the Static Lateral Rollover Limit (SRT) – defined by the relationship between the axle track and the height of the center of gravity – field tests with a 48.5 t PBTC semi-trailer validated the model and the effectiveness of the Vehicle Stability Function system (VSF). Technical results demonstrated a remarkable convergence: while the theoretical SRT was estimated at 0.431 g, practical tests with the system deactivated recorded the physical limit at 0.541 g (5.31 m/s²) at 43.6 km/h, whereas, with the VSF operating, automatic brake intervention occurred in an anticipatory and safe manner at 0.413 g (4.05 m/s²). It is concluded that the calculated SRT is a conservative and reliable design metric, although the commercial term "anti-rollover" is technically imprecise compared to "roll control system"; furthermore, it is pointed out that the main vulnerability of cloud-based predictive systems is the poor connectivity on Brazilian highways, suggesting that the evolution towards resilient models will depend on the integration of maps directly into the vehicle's hardware through edge computing. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40713 |
| Aparece nas coleções: | CP - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica |
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