Estudo da dinâmica transversal de um veículo SUV em curvas de raio constante em ambiente multicorpos

Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, 2017.Os veículos SUV (Sport Utility Vehicle), constituem uma categoria de veículos cujo crescimento nos últimos anos vêm aumentando progressivamente. Isto se dá pelo fato deste segmento apresentar a praticidade das picapes com o conforto dos sedans. A grande sensação de imponência, robustez e segurança que eles passam atraem cada vez mais clientes. Contudo, existe uma problemática associada ao comportamento dinâmico desta categoria que vem chamando a atenção de autoridades de trânsito e Engenheiros. O desempenho em curvas dos SUVs é afetado devido ao design mais robusto desta categoria, podendo colocar em risco o motorista e os passageiros do veículo executadas em altas velocidades. Isso se dá pelo fato de veículos robustos apresentarem o centro de gravidade elevado, fazendo com que sua dinâmica lateral seja comprometida, acarretando em maior instabilidade. Parte da motivação do trabalho partiu de uma problemática envolvendo veículos SUV da polícia do Brasil que, em situações de perseguições em altas velocidades e com manobras bruscas correm um grande risco de capotamento, devido a seus altos centros de gravidade. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivo apresentar o processo de modelagem em ambiente multicorpos de um veículo com características de um SUV, a fim de verificar o comportamento desse veículo a partir do estudo da dinâmica em curvas de raio constante. A Constant Radius Cornering tem como objetivo analisar o comportamento do modelo quando submetido a carregamentos transversais. Desta simulação se obtem como outputs o ângulo de rolagem do chassi, gradiente de sub esterçamento, transferência de forças, além da análise da influência da altura do centro de gravidade e da rigidez das molas sob tais condições. Tais análises permitirão uma melhor avaliação da dinâmica transversal desse segmento de veículos. Por meio de comparações com um veículo ideal, os conceitos que recaem sobre a estabilidade do veículo serão discutidos e analisados. Ainda neste trabalho será apresentado o processo de criação de planejamentos fatoriais para o veículo modelado. Estes planejamentos têm como objetivo a identificação da melhor combinação para o modelo com o auxilio de uma ferramenta de otimização. A partir de inputs pré determinados, o melhor comportamento desse modelo será obtido.Sport Utility Vehicles (SUV) are within a category of vehicles that has been growing progressively over the past years. This occurred due to the fact that this segment offers a lot of practicality of the pickup trucks and the comfort of sedan cars. The feeling of grandiosity, strength and safety brought by these cars are appealing to new costumers. Although, they present a problem associated with the dynamic behavior of this category, which has drawn the attention of traffic authorities and engineers. The performance of SUVs in turning maneuvers is affected by the robust design of this category, that may put the driver and passengers at risk. This robust vehicle with an elevated gravity center compromises it’s lateral dynamic, making it more unstable. This work was motivated by a problem involving SUVs and the Brazilian police. In high speed car chases with abrupt maneuvers, this category would be in great danger of rolling over due to the cars higher center of gravity. Therefore, this work’s main objective is to present the modeling process of this vehicle in a multibody environment in order to previously verify the behavior of a SUV model in a constant radius cornering simulation. This simulation, aims to analyze the models behavior while subjected to lateral loads. The outputs obtained are values such as the chassis roll angle, substeering analysis and load transfer, but also the study of the influence that the center of gravity and the stiffness of the springs cause under such conditions. Such factors will help in obtaining a well based opinion concerning the SUVs behavior in cornering events. By comparing the SUV model to an ideal one, the concepts regarding the stability of both vehicles will be analyzed and discussed. This work aims also to present the process of creation of a factorial design for the modeled vehicle. This analysis purpose is to identify the best configuration for this vehicle in such conditions using an optimization tool. From pre defined inputs, the best behavior of this model will be obtained