Análise estrutural em geometrias de um protótipo Baja via elementos finitos

Abstract

O cálculo estrutural é de suma importância para garantir confiabilidade no projeto e fabricação, além de otimizar as estruturas como reduzindo massa e aumentando resistência mecânica, a melhora nesses parâmetros influência diretamente na dinâmica do protótipo. O presente trabalho teve por finalidade mostrar as etapas de validação das estruturas usadas na montagem do protótipo SEVERO 2.0 da equipe Caraubaja SAE. O método de elementos finitos (MEF) foi usado nas simulações numéricas por permitir a discretização do modelo e consequentemente facilitar a obtenção de resultados. O software ANSYS® Workbench 2020 da ESSS, foi usado para a realização de todas as simulações computacionais (CAE) afim de manter um padrão, além de se tratar de programa conceituado neste segmento. Como é sabido a malha é uma das etapas mais importantes na simulação, desta forma foi feito um estudo de convergência no intuito de refina-la a uma configuração ideal para a geração de resultados mais fidedignos possível. Para objeto de estudo foi escolhido as seguintes geometrias: Chassi, Bandeja e discos de freio. Para cada estrutura, realizou-se uma simulação específica, rigidez torcional no chassi, fadiga na bandeja e Von Mises no disco de freio. Os resultados obtidos para tais análises foram satisfatórios, uma vez que, para a constante de rigidez torcional o valor obtido estar de acordo com a literatura, a tensão de Von Mises foi 1/3 menor que a de escoamento do material e a vida útil encontrada para a bandeja por meio do ensaio de fadiga é considerado infinita (10^6 ciclos).