Structural analysis in cabs & windscreens of heavy trucks through models of multibody system and finite elements

Este projeto tem por objetivo estudar um problema de rigidez estrutural de cabina para caminhões e também da trinca de parabrisas laminados devido às forças dinâmicas geradas pelas suspensões de cabinas e chassis em caminhões pesados e extra-pesados. Essa análise será feita, inicialmente, através da validação dos modelos não lineares de amortecimento, molas helicoidais, barras estabilizadoras, bolsões de ar, feixes de molas e coxins utilizados pelas ferramentas computacionais comerciais para simulação dinâmica de sistemas multicorpos ADAMS/CAR, cujos resultados serão comparados aos obtidos por meio de aquisição de sinais experimentais em campo para sua validação. Análises de elementos finitos serão realizadas para verificar áreas críticas ao redor do parabrisa que justifiquem suas quebras. Tais resultados mostraram que a suspensão traseira de chassis está absorvendo pouca energia devido à falta de amortecedores, barra estabilizadora e um feixe de mola mais adequado, acarretando em um aumento na vibração da cabina. Também se constatou que a suspensão dianteira da cabina foi desenvolvida com um coeficiente de amortecimento abaixo do necessário, causando o final de curso em frenagem ou onde as condições de pista possuem muitos obstáculos ou desníveis. Os dois fatores descritos acima reduzem sensivelmente a vida útil dos componentes da suspensão da cabina que, em conjunto com as tensões residuais da variação do processo de fabricação e montagem, reduzem ainda mais a vida útil do parabrisa colado na estrutura da cabina, tornando-o mais sensível a qualquer deformação. Desta forma, uma nova barra estabilizadora para a suspensão da cabina foi desenvolvida reduzindo as forças dinâmicas principalmente laterais, a transmissibilidade e as deformações estruturais na cabina, assim como também culminou na melhoria da qualidade de fabricação, controle e montagem dos parabrisas.This project aims to study a problem of structural stability for trucks and also cracks on laminated windscreens due to the dynamic forces of cab & chassis suspensions on heavy & extra heavy trucks. This analysis will be done through the validation of nonlinear damping models, coil springs, antiroll bars, air springs, leaf springs and bump stops using the commercial software tool for dynamic simulation of multibody systems ADAMS/CAR whose results will be compared to those taken by experimental signal acquisitions in the field and finite element analysis by software ABAQUS to find out critical areas around the windscreen in order to explain the cracks. Such results showed that the rear chassis suspension is absorbing low energy due to the lack of shock absorbers, antiroll bar and a correct leaf spring more appropriate, resulting in an increasing in the vibration of the cab. It also found that front cab suspension was developed with a lower damping coefficient what is always necessary to avoid the end of cab suspension stroke on breaking or on track conditions which have many obstacles or unevenness. Both factors mentioned above significantly decrease the lifetime of cab suspension components which together with the residual strengths of production process & assembly decrease even more the lifetime of bonded windscreen on cab structure that more sensitive to any cab deformation. Thus, a new antiroll bar to cab suspension was developed mainly by decreasing the dynamics forces, the transmissibility and the cab structural deformations and also resulted in the improvement of production process, control and assembly of the windscreens