Teses e Dissertações

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Análise comparativa da influência da torção de um chassi de FSAE no comportamento dinâmico do veículo
(2010) Pinheiro, Marcos Paulo Gaspar Fernandes
This work has the intention to evaluate the performance of a Formula SAE chassis in its environment and function. Trying to correlate the dynamic behavior with rigidity of the chassis of the vehicle. Using the aid of simulation, multi-body model, and real vehicle testing, for calibration the model. Two models had been made, one rigid and another flexible, being the common systems steering, suspension, engine, transmission, tires and brakes for both models. Where the only difference between the two, is the chassis. In the flexible model, two bodies are joined by a torsional bushing that can have any desirable value, from , to of or of the chassis in study. Through maneuvers, such as fish hook and single lane change, with the help of the software ADAMS/Car®, simulations of pre-established maneuvers, following a pattern, were performed to evaluate the results of dynamic models, rigid and flexible. With the obtained results, it is possible to determine the characteristics of dynamic behavior of the Formula SAE. By changing the value of chassis rigidity and comparing with a rigid model chassis, it is possible to quantify the influence of the rigidity of a flexible system chassis. Therefore, try to create a methodology of analysis and development of chassis. To show the influence of torsion, for instance, in the fish hook maneuver, between rigid and flexible (with the , therefore ) the difference was in the speed at the end of the maneuver. As for the single lane change the value this value was , smaller the value the better the chassis behavior, it shows the efficiency of the chassis in maneuver. Now for the same example with of rigidity (i.e. ) the difference in the final speed increased to , becoming more noticeable in a several laps race. Taking not only the value obtained in a static load and or stiffness analysis, but also a series of dynamic tests. Evaluating the chassis behavior, from the design application point of view. Being able to have its stiffness changed to any value that is more efficient for the task assigned
Análise numérica dos efeitos pulsativos em um motor monocilíndrico turboalimentado
(2021) Silva, João Paulo da
Durante os úlltimos anos, houve um crescente estudo em diferentes áreas do setor automobilístico para aplicações de turbocompressores, com o objetivo de aumentar a eficiência global dos motores de combustão interna em favor do ganho de potência, torque, redução de consumo específico e consequentemente a redução de emissão dos gases poluentes. Os fabricantes de automóveis têm utilizado o conceito de downsizing de maneira bastante consistente nesta ultima década, aplicando praticamente em toda a gama de produtos. Os motores estão cada vez menores, tanto em deslocamento volumétrico, como em número de cilindros e associados a uma tecnologia eletrônica avançada. Além disso, a busca por combustíveis renováveis tem ganhado espaço através do mundo, como alternativa ao uso de combustíveis fósseis. Baseado nisso, essa pesquisa tem como objetivo simular a aplicação de um sistema turbocompressor em um motor monocilíndrico movido a etanol e estudar a influência do efeito pulsativo dos gases de exaustão no seu desempenho. O objeto de estudo foi um motor Yamaha WR450 de 450cm³ que equipa o protótipo RS12 da equipe Fórmula FEI. Inicialmente, utilizou-se a aquisição de dados do veículo para o estudo das principais condições de utilização do motor e para entender onde esse motor naturalmente aspirado não atende as necessidades da equipe. Posteriormente, modelou-se o motor com auxilio de um programa de simulação computacional unidimensional AVL BOOST, nele foram inseridos todos os dados construtivos e medidos durante as provas pelas quais o veículo é submetido na competição Fórmula SAE nacional. A partir dos resultados do modelo aspirado, construíu-se um segundo modelo com a aplicação de um turbocompressor comercial e analisou-se como características de um motor com reduzido número de cilindros pode influenciar na sobrealimentação de ar. Foram modeladas duas diferentes configurações de coletor de exaustão para se estudar um melhor aproveitamento da dinâmica dos gases no preenchimento da turbina: uma com volume muito pequeno (com o menor comprimento possível) e outra com um volume grande (2L). Ao final, pode-se decidir qual aplicação proporciona o melhor compromisso para ganho de desempenho em termos de torque e potência, na faixa de rotação determinada.
Aquisição de dados em um veículo de competição F-SAE
(2010) Serralvo Neto, R.
This work has the internet to present the preparation and instrumentation of a student competition racing vehicle FSAE, developed by Fei University students, for the data acquisition using AIM system. The main focus of this work is to explore the software potential to present thousands of data obtained by various sensors installed on the racing vehicles RS3 and RS4. This data can be used to input a lot of information con computational tools for example: MSC ADAMS, NASTRAN, ANSYS, etc. Data analysis techniques will be shown , aiming the differences visualization and the potential gains that the team could have, depending on the set-up or component choice. With the data acquisition system, it is possible to achieve better results in a shorter time and less cost. The different types of driving styles will be discussed on this work. Every single possibility to improve the final vehicle performance should be explored, with all the information registered on the data acquisition system.
Avaliação do perfil de pilotagem do motociclista brasileiro na cidade de São Paulo e sua relação com a durabilidade do veículo
(2019) Fossa, Sergio Skoretzky
A principal ideia deste trabalho é apresentar uma proposta para a avaliação do perfil de pilotagem adotado por condutores brasileiros na cidade de São Paulo e sua influência com a durabilidade de uma motocicleta. Durante a execução da pesquisa, foi utilizada uma moto equipada com sensores e um sistema de aquisição de dados capaz de coletar informações da rede de bordo e dos sensores adicionais que foram anexados ao veículo. Para que o estudo pudesse ser executado, um banco de dados foi desenvolvido com as informações adquiridas durante sessões de pilotagem executadas por 30 diferentes condutores. Eles foram convidados a participar da pesquisa, de forma que o padrão de condução dos participantes pudesse ser avaliado. Após a coleta dos dados, um estudo estatístico baseado em testes de hipóteses foi aplicado para as três variáveis de interesse (tempo de condução, velocidade média e porcentagem de abertura do acelerador), todas monitoradas em tempo real durante a pilotagem por um trajeto real em vias públicas. Os testes estatísticos confirmaram que para estas variáveis, pelo menos uma das classes de condutores estudadas se destacou em comparação com as demais, sendo que com a intensão de se desenvolver uma análise de durabilidade a partir dos dados colhidos, a força vertical no eixo dianteiro da motocicleta foi calculada para cada piloto ao longo do tempo de execução do percurso. Posteriormente, a partir da aplicação de um algoritmo baseado na teoria de contagem de ciclos Rainflow, uma nova análise estatística para que uma comparação entre os intervalos de confiança associados aos quocientes de severidade média entre as três amostras da população de pilotos fosse executada. Ao término do trabalho, concluiu-se que dois dos três grupos analisados apresentaram características semelhantes associadas aos carregamentos impostos pelos diferentes pilotos
Desenvolvimento de um equipamento e uma metodologia para medir forças geradas por pneus automotivos em condições de esterço
(2017) Chicuta, Walace T.
Atualmente as grandes companhias, bem como o meio acadêmico estão estudando cada vez mais o comportamento dinâmico de veículos, visando principalmente melhorar a segurança do condutor, e dos passageiros, para isso é utilizado simulações com modelos multi-corpos de veículos completos. O pneu é um dos fatores mais importante de um veículo e consequente do modelo, sendo crucial para a correlação de resultado entre simulações e testes, uma vez que ele é a única ligação com o solo, tendo a função de transmitir todas as forças verticais, longitudinais e laterais. Este trabalho apresenta uma metodologia do processo de concepção, desenvolvimento e construção de um equipamento para realizar ensaios de pneus para obtenção da força lateral em quaisquer combinações de ângulo de deriva e camber para diferentes condições de carga normal que poderão ser feitos em qualquer tipo de solo, estando ele seco ou molhado. Os dados do pneu utilizados como referência foram obtidas através de um ensaio experimental utilizando o equipamento Flat Trac . Com base nesses dados os dimensionamentos dos componentes que realizam as medições das forças foram feitos. Após a construção do equipamento ensaios de bancada foram realizados para validar todas a premissas de projetos adotas e fazer sua calibração. Ao fim do processo o dispositivo foi instalado em um caminhão de pequeno porte, onde um teste de verificação foi realizado.
Dinâmica lateral:construção e validação de um modelo de simulação multicorpos de um veículo FSAE usando modelo semi-empírico de pneu
(2014) Lotto, R. S.
Dinâmica veicular:análise das respostas dos modelos de bicicleta, três graus de liberdade e multicorpos comparados com experimentos em pista e determinação dos seus limites de utilização
(2013) Horcaio, Jean Tavares
Os modelos simplificados são muito utilizados em todas as áreas da engenharia com a finalidade de estimar as respostas de um sistema qualquer. Na engenharia automobilística isto não é diferente. Todavia, conhecer os limites de utilização de um sistema simplificado é crucial para que se tenha confiança nas respostas obtidas com estes modelos. O presente trabalho tem por objetivo mostrar o equacionamento matemático de dois diferentes modelos simplificados comumente utilizados pela comunidade automobilística, e que algumas vezes são equacionados de forma errada, compará-los com um modelo multicorpos correlacionado com um protótipo físico em manobra limite e em regime permanente. E, por fim, definir, utilizando dados aquisitados do veículo real, critérios de aceitação para o erro dos modelos simplificados. Nesta dissertação será abordada a teoria de dinâmica veicular utilizada para o modelamento matemático dos modelos simplificados, o equacionamento do modelo onhecido como Bicycle Model um modelo de 3 GDL até que as equações de espaço de estado sejam apresentadas assim como a descrição do processo de correlação de um modelo multicorpos. Será feita a comparação dos gráficos de respostas de taxa de guinada, aceleração lateral, ângulo de rolagem e ângulo de escorregamento lateral apresentadas pelo veículo real contra o modelo multicorpos e os modelos simplificados de dois e três graus de liberdade e verificadas as diferenças entre eles. Como conclusão do trabalho, será apresentada a região de trabalho para os modelos simplificados de dois e três graus de liberdade, diferente dos 0,3 e 0,5 g s extensivamente utilizados nos trabalhos científicos que utilizam estes modelos, levando em consideração a variação da velocidade longitudinal da manobra a ser executada.
Estudo de otimização do rendimento volumétrico de um motor de combustão por centelha
(2017) Scandura, C. M.
Medição de esforços laterais gerados por pneus de fórmula SAE em um dispositivo móvel
(2018) Garcia, Bruno Afonso
Modelagem do comportamento direcional de motocicletas em curva
(2009) Donadio, R. N.
O mercado de motocicletas vem apresentando um aumento crescente de vendas nos últimos anos. Este resultado positivo é estimulado pela mudança de percepção por parte dos consumidores em não desprezar o veículo de duas rodas como meio de transporte. Economia de combustível, facilidade de estacionamento e rapidez na locomoção confirmam a absorção deste produto no mercado. Porém o crescimento dos trabalhos científicos em dinâmica de motocicletas não cresce na mesma taxa do mercado, tornando-se assim um tema a ser explorado para aprimorar a segurança do condutor ou auxiliar o desenvolvimento de novos projetos. Este trabalho utiliza um modelo de multicorpos de motocicleta contendo 4 corpos rígidos conectados por juntas de revolução e parametrizados por 7 graus de liberdade. O modelo contempla as principais características geométricas e inerciais da motocicleta. Utilizou-se no modelo matemático equações não lineares algébricas. O modelo é submetido a trajetória curvilínea com raio e velocidade constante, permitindo-se conhecer o comportamento da motocicleta em regime permanente, utilizando-se dois parâmetros de entrada impostos pelo piloto: ângulo de esterço e ângulo de rolagem. Os resultados das simulações são discutidos e apresentados de forma gráfica. Com o objetivo de validar o modelo matemático, utilizou-se uma motocicleta instrumentada com equipamento de aquisição de dados e compara-se os valores reais com os obidos no modelo matemático.
Modelagem e simulação do processo de aparafusamento
(2018) Fernandes, Raul de Sousa
Simulação de tempo de volta de veículo fórmula SAE com modelo Quasi-steady state
(2016) Costa, R. P.
Cada vez mais as equipes de competição têm recorrido a ferramentas computacionais para desenvolver seus veículos, visando redução de custos com protótipos e testes físicos, bem como tempo de desenvolvimento. O simulador de tempo de volta é uma das ferramentas utilizadas, indispensável em categorias de topo, como a Fórmula 1, Indy e Le Mans. Ele permite estimar o tempo de volta de um veículo em uma pista. O presente trabalho lançou mão de um simulador de tempo de volta do tipo quasi-steady state destinado à categoria Fórmula SAE para simular o protótipo RS8 do Centro Universitário FEI e validou o resultado com base em tempos de volta em competição. Uma vez validado o modelo, simulou-se o novo protótipo RS9 para prever seu desempenho. O objetivo é modelar os veículos RS8 e RS9, e as pistas da competição, de forma a comparar os desempenhos. Em trabalhos futuros, poderão ser simuladas diferentes configurações do veículo para analisar quais delas efetivamente reduzem o tempo de volta, direcionando e otimizando os testes físicos. Foram criados dois modelos de veículo, com base em dados teóricos e empíricos fornecidos pela equipe Fórmula FEI. Por exemplo, a curva característica do motor foi levantada em dinamômetro, enquanto que os coeficientes aerodinâmicos foram determinados em simulação computacional de fluidodinâmica (CFD). Também foram gerados modelos de pistas de aceleração, skid-pad e autocross da etapa de Michigan de 2014 do circuito da Fórmula SAE. O programa adotado, OptimumLap, é de código fechado. Não tendo acesso às equações do movimento, um código de MATLAB foi criado para validar o cálculo da aceleração partindo do repouso, permitindo determinar as equações empregadas pelo simulador de tempo de volta. Determinadas as equações dinâmicas empregadas no programa OptimumLap, os resultados teóricos foram confrontados com os tempos das voltas da prova de Michigan 2014, para validação do modelo. Após a validação do modelo do veículo RS8, foram feitas as simulações das provas de Michigan 2014 com o novo protótipo RS9, finalizando o presente trabalho comparando os resultados e frisando as diferenças entre os dois veículos.
Simulação dinâmica de um veículo sob diferentes geometrias de direção
(2010) Martins, Hugo Leonardo Mendes
O presente trabalho visa o estudo da variação do comportamento dinâmico de um veículo automotor com quatro rodas sob diferentes condições de geometria de direção, tais geometrias possuem diferentes porcentagens de Ackerman e foram otimizadas por uma rotina criada em Matlab. Criaram-se modelo em Adams/Car completos com tais geometrias de direção e foram analisados estática e dinamicamente. Testes dinâmicos como fish hook, skidpad, single lane change e ramp steer foram utilizados com objetivo de verificar se os modelos possuem comportamento condizente em diversas situações. Com o objetivo de validar o modelo foram feitos testes em um protótipo Formula SAE utilizando equipamento de aquisição AIM racing Data Power e os valores foram comparados com as simulações feitas. Desta forma pode-se gerar uma metodologia de análise e modelos multicorpos que podem servir como referência para outros projetos.

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