Percorrer por autor "SEABRA, ABEL JOAQUIM MACHADO"
A mostrar 1 - 1 de 1
Resultados por página
Opções de ordenação
- Análise estrutural de um quadro tubular de um veículo de Fórmula SAE recorrendo ao método dos elementos finitosPublication . SEABRA, ABEL JOAQUIM MACHADO; Belinha, Jorge Américo de Oliveira Pinto; Rodrigues, Daniel do Espírito SantoNas competições de Formula Student, não basta a equipa construir um quadro tubular seguro, é obrigatório prová-lo matematicamente. O regulamento exige a submissão de uma Structural Equivalency Spreadsheet (SES), um documento onde a equipa deve demonstrar, através de cálculo estrutural, que o seu chassis iguala ou supera a rigidez e resistência de uma estrutura de referência definida pelo regulamento, sob pena de reprovação técnica antes mesmo do carro chegar à pista. Este contexto é precisamente onde a análise estrutural deixa de ser uma boa prática para se tornar um requisito de admissão à competição, que o Método dos Elementos Finitos (MEF) se torna indispensável. Só através da simulação numérica é possível prever, com rigor suficiente, o comportamento de uma estrutura tubular irregular sujeita a carregamentos combinados de impacto, torção e flexão. Este trabalho desenvolve-se ao longo de duas vertentes complementares. A primeira consiste numa revisão estruturada do estado da arte dos métodos numéricos de análise estrutural não linear aplicada a estruturas tubulares, abrangendo formulações incrementais-iterativas, não linearidade geométrica, não linearidade material e fenómenos de instabilidade estrutural. A segunda frente consiste na aplicação prática destes conceitos à análise e otimização de um chassis tubular para um protótipo Formula Student Eléctrico, através de simulação por elementos finitos utilizando o software SolidWorks Simulation. O modelo foi discretizado com elementos de viga e sujeito a um estudo de convergência de malha, fixando o tamanho global do elemento em 10 mm como um compromisso entre precisão e custo computacional. Foram realizadas análises estáticas de impactos frontal e lateral, análises de rigidez torcional nos eixos dianteiro e traseiro, e análises modais com o chassis livre e carregado. O chassis original, com um peso de 56 kg, demonstrou estar estruturalmente sobredimensionado em todos os cenários de carga analisados, com valores de tensão combinada máxima muito abaixo do limite de cedência do material, apresentando níveis de tensão muito baixos nos seus membros. Consequentemente, foi realizada uma otimização geométrica da estrutura, resultando numa redução de massa de 16 kg em comparação com o chassis original. Isto foi alcançado sem comprometer a integridade estrutural do chassis e sem modi car a triangulação. Embora se tenha observado uma diminuição na rigidez torcional, o seu valor continua a ser considerado ótimo pela literatura.