Análise numérica de mangas de eixo para veículo Baja SAE

Trabalho de conclusão de curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016.Competições de protótipos do tipo Baja SAE ocorrem no Estados Unidos desde 1976, sendo realizadas no Brasil desde 1995 pela SAE BRASIL como oportunidade de aplicação prática dos conhecimentos adquiridos ao longo da graduação. O objetivo de competições do tipo é a construção de um protótipo fora de estrada monoposto capaz da transposição de terrenos acidentados em qualquer condição climática, sendo que os veículos são avaliados basicamente por seu projeto e comportamento dinâmico. Os sistemas de suspensão e direção possuem grande influência no comportamento dinâmico de veículos afetando diretamente seu desempenho, sua segurança, a percepção subjetiva de qualidade do veículo e o conforto de seus ocupantes. Ao longo do presente trabalho são comentados fatores de projeto de influência no comportamento dinâmico de sistemas de suspensão e direção e expostos modelos de análise dinâmica de tais sistemas recomendados para determinação dos esforços atuantes em uma manga de eixo de um protótipo Baja SAE. Posteriormente são realizadas análises numéricas em regime linear elástico sob mesmas condições de carregamento de três geometrias de mangas diferentes avaliando-se suas máximas tensões equivalentes, deformações e deslocamentos, obtendo-se fatores de segurança estáticos para escoamento entre 4,374 e 2,187.Baja SAE competitions take place in the United States since 1976, being held in Brazil since 1995 by SAE BRASIL as an opportunity for practical application of knowledge acquired during graduation. Engineering students are tasked to design and build an off-road vehicle that will survive the severe punishment of rough terrain. Teams compete against each other against one another to have their design accepted for manufacture by a fictitious firm, being evaluated mostly for the design and dynamic behaviour of the prototype. Suspension and steering system play a major role in the dynamic behaviour of a vehicle, influencing its performance, safety, subjective perception on vehicle quality, and ride comfort. Throughout the work suspension and steering systems design factors influencing dynamic behaviour are discussed and dynamic models for determining loads experienced by Baja SAE prototypes steering knuckles. Finally, numerical analysis in the elastic region are carried out for three different geometries, evaluating results for equivalent von-Mises stresses, displacements and deformations, resulting in static safety factors for yielding between 4,374 and 2,187