Confecção de Projeto Baja gaiola

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A torção máxima ocorre quando uma das quatro rodas do veículo é erguida até que alguma outra das três desencoste do chão. Fazendo-se então um equilíbrio de forças a partir das dimensões do veículo obtidas anteriormente, temos que, para a gaiola nessa situação, a torção máxima sofrida é igual a 3181Nm.

Jason Brown sugere que o torque gerado nessa situação, seja aplicado à estrutura como uma torção pura, para isso a componente de flexão deve ser desprezada, deixando apenas as cargas dianteiras e traseiras de torção aplicadas em sentidos opostos. Isso pode não ocorrer na prática, contudo a torção pura é importante, pois gera esforços internos à estrutura que não ocorreriam numa situação de carregamento combinado. Para se fazer uma simulação utilizando apenas forças sem nenhum tipo de engastamento, o solver Nx-Nastran® apresenta uma ferramenta denominada Alívio de Inércia, utilizada para simulações de aeronaves em voo, automóvel numa pista de ensaio, ou de um satélite no espaço que permite aplicar esforços sem engastamento. Para isso software assume que a inércia (massa) da estrutura é usada para resistir às cargas aplicadas, ou seja, assume-se que a estrutura está em um estado de equilíbrio estático mesmo que não esteja restrita

As figuras abaixo apresentam o modo como a estrutura foi carregada bem como as respostas de tensão de Von- Mises obtidas.

[pic 8] [pic 9]

Figura 6. Carregamento na torção pura

[pic 10]

Figura 8. Tensão de Von-Mises correspondente ao ponto D na torção pura

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Figura 7. Tensão de Von-Mises correspondente ao ponto C na torção pura

As tensões máximas de Von-Mises obtidas e apresentadas nas Figura 7 e 8 são respectivamente 28,0 MPa e 45,2 MPa

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Combinação dos casos de carregamento

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Combinando-se os casos de flexão pura e torção pura, determina-se o caso real de carregamento que o veículo deve sofrer em seu uso.

As figuras abaixo mostram a simulação feita para este caso.

[pic 11] [pic 12]

Figura 9. Carregamento combinado, torção + flexão Figura 10. Tensão de Von-Mises correspondente ao

ponto C na torção[pic 13]

As tensões máximas de Von-Mises obtidas e apresentadas nas Figura 10 e Figura 11 são respectivamente 43,4 MPa e 64,4 MPa.

Figura 11. Tensão de Von-Mises correspondente ao ponto D na torção

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Carga longitudinal de aceleração

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As cargas geradas devido à aceleração, em geral, são menos relevantes frente às desacelerações numa frenagem, exceto para carros que sofram grandes acelerações súbitas, como no caso de veículos de corrida. Podem ser importantes também para o dimensionamento do cofre do motor, porém no caso da gaiola não se considera tal análise, já que, além de não se esperar acelerações elevadas, o cofre do motor deve ser retirado de outro veículo sem sofrer alterações.

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Carga longitudinal de frenagem

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Numa situação de frenagem haverá uma transferência de carga das rodas traseiras para as dianteiras devido à distância do centro de massa em relação ao solo. Essa transferência passa a ser relevante quando o veículo sofre desacelerações bruscas.

A equação que determina a carga no eixo dianteiro devido à transferência é a seguinte: [pic 14] onde [pic 15]

FD é o fator dinâmico (1,75 (Garrett, 1953)). Portanto tem-se:

[pic 16]

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Cargas laterais

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Basicamente duas formas de carregamento podem ocorrer numa situação de curva, uma na derrapagem (Figura 12(a)), na qual a força lateral máxima é dada por, onde µ é o coeficiente de atrito lateral do pneu e, no caso mais crítico, numa situação de “quase capotamento”(Figura 12(b)). Neste caso,