Projeto de otimização do montante e cubo de roda traseiro de um veículo off-road do tipo baja

Abstract

O cubo de roda e o montante da suspensão traseira do protótipo denominado Severo, da equipe Caraubaja SAE, que juntos formam a manga de eixo, está ligada ao sistema de transmissão, funcionando como um elo entre os dois sistemas. Atualmente, o protótipo utiliza a manga de eixo toda fabricado em aço, e isto apresenta uma grande problemática no que se diz respeito ao peso dos componentes, no qual são fabricados com a utilização de solda para união dos materiais, que traz outra problemática, que são os concentradores de tensões. Por isso, existe a necessidade de otimização do projeto visando a redução de peso do protótipo off-road, no qual o primeiro passo foi a escolha do novo material, escolhido o alumínio 7075-T6. Este trabalho tem como objetivo geral redimensionar e otimizar a manga de eixo traseiro, de modo que venha a suportar os esforços submetidos a suspensão traseira do protótipo. A suspensão tem como função fornecer elasticidade vertical para que as rodas possam acompanhar as irregularidades da pista, isolando o chassi destas irregularidades. O atual sistema de suspensão traseira do veículo é uma junção de dois tipos de suspensões, a do tipo duplo A, e a semi trailing arm, sendo definida como do tipo duplo A com uma barra guiadora. A modelagem 3D dos componentes foi realizada no Autodesk Inventor 2018, e posteriormente simulada no software ANSYS para análise das forças. Depois de realizada as simulações, e validado o dimensionamento, conseguiu-se uma redução de 53,8 % de peso da manga de eixo, e na simulação da manga de eixo otimizada obteve-se tensão máxima de von-Mises de aproximadamente 73,2 MPa, sabendo que a tensão mínima de escoamento do alumínio 7075-T6 é de 485 MPa. De acordo com os resultados obtidos, pode-se concluir que os componentes dimensionados resistiram aos esforços submetidos e que foi otimizada a relação peso/resistência.