Análise Estática Limitador de Porta

...

-

O PROBLEMA

O limitador de porta automotivo é um mecanismo que atua linearmente a fim de evitar o curso excessivo da porta, prevenindo assim danos a ela. No entanto o limitador está sujeito a esforços de tração e de cisalhamento uma vez que esse mecanismo é articulado por pinos. Esses pinos são, comumente, os componentes mecânicos que apresentam falha primeiramente e por isso esse estudo terá atenção especial sobre eles. Pretende-se, portanto, analisar os esforços a que estão submetidos os componentes de um limitador de porta automotivo.

-

OBJETIVOS

-

Objetivo geral

Analisar os esforços a que estão submetidos os componentes de um limitador de porta automotivo com o objetivo de se obter valores de tensão dos mesmos e identificar seus pontos críticos.

-

Objetivos específicos

Para atendimento do objetivo geral, estão previstos os seguintes objetivos específicos:

- Executar esboço 3D para análise;

- Obter dados de material de fabricação dos componentes;

- Executar análise de simulação;

- Comparar os dados da análise com os pontos de ruptura comuns a esse mecanismo.

-

REFERENCIAL TEóRICO

-

O LIMITADOR DE PORTA AUTOMOTIVO

O mecanismo limitador de porta para um veículo compreende um corpo de limitação unitário contendo um par de flanges compatíveis com o arranjo de orientação que está adaptado para ser rigidamente montado na porta de um veículo. Ela também possui um braço limitador que contém superfícies em formato de came e características de retenção que estão ligadas a uma estrutura da carroçaria do veículo e é configurado de forma que deslizante sua interface com o arranjo de came sobre o corpo de limitação unitário. O corpo de limitação unitário é fabricado a partir de um material resiliente de modo a que os pinos que o compõem são capazes de armazenar e libertar energia em resposta ao movimento das superfícies de came do braço limitador. O movimento de rotação da porta do veículo em relação à estrutura da carroçaria pode ser acionado através das forças geradas a partir da energia armazenada e libertada pelos pinos do corpo que atuam como molas. (WANG, 2009).

-

PARTES CONSTITUINTES

Segundo Wang (2009) através da patente nº US8567012B2, um mecanismo limitador de porta de um automóvel é composto por:

Um corpo limitador (Figura 1) unitário que compreende uma superfície de montagem configurada para montar-se a porta de veículo; o corpo limitador é fabricado a partir de um material resiliente de modo a que os pinos e roletes sejam capazes de armazenar e libertar energia, em resposta ao movimento de deslizamento das superfícies de came do braço limitador

Um braço limitador (Figura 1) configurado ligado de forma articulada por pino a carroçaria do veículo. O braço limitador apresenta superfícies de came que se movimentam de forma deslizante em comunicação com o arranjo do corpo limitador unitário; assim como o corpo limitador unitário o braço limitador é fabricado em material resiliente.

Figura 1 – Limitador referente à patente nº US8567012B2

[pic 4]

Fonte: Wang, 2009.

-

FUNCIONAMENTO

O funcionamento do mecanismo limitador de porta automotivo se dá através da ação sob o movimento de rotação da porta durante a ação de abrir ou fechar a mesma. Ele atua através de saliências e reentrâncias (cames) presentes em seu braço limitador que, em contato com os pinos e/ou roletes do corpo limitador, dificultam o deslocamento da porta, atuando como um “freio” da mesma. A montagem e a atuação do limitador podem ser observadas na figura 2.

Figura 2 – Montagem e atuação de um mecanismo limitador de porta

[pic 5]

Fonte: Autor

-

METODOLOGIA

Como base para o esboço 3D necessário para análise dos esforços via SolidWorks Simulation utilizamos um limitador de porta de um Fiat Palio. Através da peça real foi possível obter dimensões que não seriam possíveis de se reproduzir apenas por imagens. O resultado do esboço 3D pode ser visto na figura 3.

Figura 3 – Esboço 3D de um mecanismo limitador de porta

[pic 6]

Fonte: Autor

Wang (2009) cita na patente nº US8567012B2 que os materiais para fabricação dos componentes do mecanismo limitador de porta automotivo devem apresentar alto índice de resiliência e segundo Chiaverini (2002), um aço resiliente é aquele que apresenta altos valores de tensão de escoamento e baixos índices de módulo de elasticidade. Com base nesses fatos desenvolveu-se a tabela 1, a fim de nortear a escolha dos materiais para análise no software, uma vez que pode haver divergências entre os valores de tensão e modulo de elasticidade presentes no software com os encontrados nos materiais reais.

Tabela 1 – Tensão de Escoamento ( e Módulo de Elasticidade (E), referências para a análise[pic 7]

DESCRIÇÃO

IMAGEM

[pic 8]

[pic 9]

Braço

[pic 10]

400

250

Pino Corpo

[pic 11]

400