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Title: Estudo da influência dos parâmetros geométricos na redução de esforços no sistema de direção de um veículo FSAE
Authors: Tognolli, André
Advisor: Fleury, Agenor T.
Issue Date: 2015
Abstract: A dificuldade no acerto de uma arquitetura veicular está diretamente ligada ao custo e tempo operacional. Em muitos casos, o uso do mesmo componente em diversas plataformas veiculares nem sempre atende as características de conforto e desempenho esperados, e ajustes corretivos são realizados no decorrer do desenvolvimento sem o uso de conceitos básicos na construção de um veículo. O presente trabalho explora o método de modelagem e validação de duas ferramentas computacionais capazes de reproduzir o comportamento dinâmico de um veículo Fórmula SAE. Frente às limitações na realização de testes físicos, com isso é possível prever matematicamente os esforços e momentos gerados na coluna de direção do veículo, minimizando o esforço e melhorando o conforto do piloto antes mesmo que o componente exista fisicamente. Técnicas de instrumentação foram empregadas ao veículo físico, onde a aquisição dos sinais em regime permanente foi comparada aos modelos propostos, percorrendo a manobra conhecida como “Skid pad”. Com o software executando a mesma trajetória, foi possível adotar valores de velocidade e esterço no volante, o que possibilitou comparar a dinâmica do veículo, através dos sinais de outros sensores instalados no sistema de aquisição de dados, validando o comportamento dos modelos apresentados em regime permanente. Outros fenômenos foram estudados para se compreender a dinâmica do veículo no que tange a estabilidade lateral e o comportamento sub/sobre esterçante. No intuito de estabelecer uma melhoria no sistema de direção, foi imposta ao modelo físico, a troca da manga de eixo com o objetivo de reduzir o esforço do piloto ao realizar a manobra, esta proposta foi comparada virtualmente verificando a eficácia dos modelos multicorpos e a queda de 35%, no esforço ao girar o volante. Observou-se que os modelos são sensíveis e podem responder com precisão significativa a outras mudanças no veículo como: relação do sistema de direção, ângulo de cáster, bem como o deslocamento lateral do pino mestre, possibilitando escolhas confiáveis no acerto do veículo.
The difficulty in setting a vehicle architecture is directly linked to the cost and operating time, in many cases the use of the same component in several vehicle platforms not always meet the comfort features and expected performance, and corrective adjustments are made during the development without using important concepts in the construction of a vehicle. This paper explores the method of modeling and validation of two computational tools able to accurately replicate the dynamic behavior of a Formula SAE vehicle. Based on limitations in conducting physical tests, it is possible to mathematically predict the forces and momentum generated on the steering column of the vehicle, minimizing effort and improving driver comfort even before the component physically manufactured. The results in permanent state due technical instrumentations were used in the physical vehicles and compared with other proposals (skid Pad test). As the software simulating the same path, it was possible to adopt values of speed and wheel steering, allowing compare the dynamics of the vehicle, through the signals from other sensors installed in the data acquisition system, validating the behavior of the models presented in permanent state. Other aspects were studied to understand vehicle behavior concerning lateral stability and steering behavior. In order to improve the steering system, the axle sleeve was changed, resulting in driver’s less effort on handling. This proposal was compared to virtual models noting the efficiency of multibody models and was observed the decrease of 35% in an effort to turn the steering wheel. It was found that the models are sensitive and can accurately respond to significant changes as the steering system ratio, caster angle and the lateral displacement of the kingpin, enabling reliable choices in setting the vehicle.
Keywords: Cinemática das máquinas
Automóveis-Dinâmica
Publisher: Centro Universitário da FEI, São Bernardo do Campo
URI: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/579
Appears in Collections:Teses e Dissertações

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