Estudo de tubos fabricados em material compósito para uma suspensão de Fórmula SAE através de MEF (2023)
- Authors:
- USP affiliated author: GRIZOTTO, FÁBIO LUIS - EESC
- School: EESC
- Sigla do Departamento: SMM
- Subjects: MATERIAIS COMPÓSITOS; MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS; SUSPENSÃO MECÂNICA
- Keywords: Bandejas de suspensão.
- Language: Português
- Abstract: O presente trabalho acadêmico analisou o emprego de tubos carbono-epóxi para as bandejas de suspensão de um carro de Fórmula SAE. Este estudo foi realizado através de duas etapas: na primeira, o material usado na fabricação dos tubos foi caracterizado experimentalmente a fim de obter os parâmetros materiais necessários para a simulação. Posteriormente, foram executadas simulações numéricas por elementos finitos do conjunto da suspensão do veículo. Os tubos compósitos estudados neste trabalho foram manufaturados mediante o processo filament winding, empregando fibra unidirecional Hexcel AS57 12k Standard, resina epóxi Araldite GY 260 com acelerador DY 062, além de tecido bidirecional 3K 200 g/m. Por ser um material ortotrópico, foi necessário determinar 9 propriedades linear-elásticas para a simulação numérica. No entanto, devido às restrições dos equipamentos para os testes, além da limitação no número de espécimes disponíveis, algumas dessas propriedades não puderam ser determinadas experimentalmente. A mesma observação é válida para caracterização de outras propriedades, como por exemplo, os critérios de falha do compósito, que exigem metodologia bastante complexa. Portanto, na etapa de simulação, o material da biblioteca do programa de elementos finitos (Ansys Workbench) com as características mais próximas daquelas encontradas nos ensaios foi adotado, ou seja, foi assumido que os tubos possuem as mesmas propriedades do Epoxy Carbon UD 230 GPa Wet. A simulação numérica exigiu o emprego do módulo ACP (Ansys Mechanical Composite PrepPost) para implementar o comportamento dos tubos carbono-epóxi. O material compósito é significantemente menos denso que o material empregado anteriormente para fabricar os tubos – aço 4130 –, resultando em uma redução da massa de 4,43 vezes. Além disso, as simulações mostraram que o material mostrou um fator de segurança superior a 1,8 quando os critérios defalha de Tsai-Hill e Tsai-Wu foram analisados através do ACP Pos do Ansys. A rigidez também se mostrou adequada, uma vez que a deformação dos tubos não ultrapassou 0,2%. No geral, pode-se afirmar que houve uma melhora significativa nas propriedades mecânicas ao empregar-se tubos carbono-epóxi fabricados pelo processo filament winding no caso de bandejas de suspensão de um fórmula SAE.
- Imprenta:
- Place of publication: São Carlos
- Date published: 2023
-
ABNT
GRIZOTTO, Fábio Luis. Estudo de tubos fabricados em material compósito para uma suspensão de Fórmula SAE através de MEF. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2023. Disponível em: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/1b8bea97-f99c-45e1-b980-b0d1e9eefabc/Grizotto_Fabio_tcc.pdf. Acesso em: 27 abr. 2024. -
APA
Grizotto, F. L. (2023). Estudo de tubos fabricados em material compósito para uma suspensão de Fórmula SAE através de MEF (Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/1b8bea97-f99c-45e1-b980-b0d1e9eefabc/Grizotto_Fabio_tcc.pdf -
NLM
Grizotto FL. Estudo de tubos fabricados em material compósito para uma suspensão de Fórmula SAE através de MEF [Internet]. 2023 ;[citado 2024 abr. 27 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/1b8bea97-f99c-45e1-b980-b0d1e9eefabc/Grizotto_Fabio_tcc.pdf -
Vancouver
Grizotto FL. Estudo de tubos fabricados em material compósito para uma suspensão de Fórmula SAE através de MEF [Internet]. 2023 ;[citado 2024 abr. 27 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/1b8bea97-f99c-45e1-b980-b0d1e9eefabc/Grizotto_Fabio_tcc.pdf
Download do texto completo
| Tipo | Nome | Link | |
|---|---|---|---|
 |
Grizotto_Fabio_tcc.pdf | Direct link |
How to cite
A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas
