Análise da influência da redução de área na distribuição de calor em um disco de freio por meio de simulação com elementos finitos
| dc.contributor.advisor | Vilar, Zoroastro Torres | |
| dc.contributor.advisormail | zoroastro@ufersa.edu.br | |
| dc.contributor.author | Duarte Neto, Francisco das Chagas | |
| dc.contributor.referee1 | Vilar, Zoroastro Torres | |
| dc.contributor.referee2 | Azevedo, Victor Wagner Freire de | |
| dc.contributor.referee3 | Fraga, Francisco Edson Nogueira | |
| dc.coverage.spatial | Mossoró | |
| dc.date.accessioned | 2025-04-04T20:40:10Z | |
| dc.date.available | 2025-04-04T20:40:10Z | |
| dc.date.issued | 2024-10-25 | |
| dc.description.abstract | O freio a disco é um componente utilizado em um sistema de frenagem para reduzir a velocidade de um veículo. Durante a frenagem o disco de freio é responsável por converter energia cinética em energia térmica, gerando uma quantidade de calor que pode ser prejudicial ao sistema. Dessa forma é preferível a utilização de discos ventilados, possuindo furos ou aletas para permitir o fluxo de ar elevando a sua capacidade de dissipar calor. O objetivo desse artigo é analisar a distribuição de calor no disco de freio no momento da frenagem, verificando de que forma a redução de área na superfície do disco favorece a dissipação de calor, o que influencia diretamente no sistema de frenagem e no desgaste do sistema como um todo. As equações de calor governantes para o disco foram extraídas de literaturas, considerando parâmetros como duração da frenagem, velocidade do veículo, materiais do disco e da pastilha e distribuição da pressão de contato. Os modos de transferência de calor considerados para as percas térmicas foram de condução e convecção. Esta análise térmica em discos de freio foi realizada através de uma simulação computacional utilizando o Método dos Elementos Finitos (MEF) em um software comercial ANSYS® Workbench na sua versão estudantil, verificando a distribuição de calor no disco de freio feito em um software de modelagem 3D. Os resultados obtidos foram satisfatórios e demonstram que com a redução da área superficial do disco de freio a temperatura no sistema é reduzida devido ao aumento do fluxo de ar e dissipação de calor, comprovando a eficiência do método computacional proposto e proporcionando a análise térmica em diferentes geometrias de discos de freio que levariam um grande esforço para serem realizadas analiticamente. Este estudo contribui para uma compreensão mais aprofundada do comportamento térmico em um disco de freio à medida que variamos a área de sua superfície. | |
| dc.description.abstract2 | The disc brake is a component used in a braking system to reduce the speed of a vehicle. During braking, the brake disc is responsible for converting kinetic energy into thermal energy, generating a quantity of heat that can be harmful to the system. Therefore, it is preferable to use ventilated discs, with holes or fins to allow air flow, increasing their capacity to dissipate heat. The objective of this article is to analyze the distribution of heat in the brake disc during braking, verifying how the reduction of the surface area of the disc favors heat dissipation, which directly influences the braking system and the wear of the system as a whole. The governing heat equations for the disc were extracted from literature, considering parameters such as braking duration, vehicle speed, disc and pad materials, and contact pressure distribution. The heat transfer modes considered for thermal losses were conduction and convection. This thermal analysis of brake discs was performed through a computational simulation using the Finite Element Method (FEM) in a commercial software ANSYS® Workbench in its student version, verifying the heat distribution in the brake disc made in a 3D modeling software. The results obtained were satisfactory and demonstrate that with the reduction of the surface area of the brake disc the temperature in the system is reduced due to the increase in air flow and heat dissipation, proving the efficiency of the proposed computational method and providing thermal analysis in different geometries of brake discs that would require great effort to be performed analytically. This study contributes to a deeper understanding of the thermal behavior in a brake disc as we vary its surface area. | |
| dc.description.physical | 12 f. | |
| dc.format.mimetype | ||
| dc.identifier.bibliographicCitation | DUARTE NETO, Francisco das Chagas. Análise da influência da redução de área na distribuição de calor em um disco de freio por meio de simulação com elementos finitos. 2024. 12 f. TCC (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró, 2024. | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/12912 | |
| dc.language.iso | pt_BR | |
| dc.publisher.center | Centro de Engenharias - CE | |
| dc.publisher.country | Brasil | |
| dc.publisher.initials | UFERSA | |
| dc.publisher.institution | Universidade Federal Rural do Semi-Árido | |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | |
| dc.rights.holder | UFERSA | |
| dc.rights.license | Attribution 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/ | |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA | |
| dc.subject.keyword | Disco de freio | |
| dc.subject.keyword | Análise térmica | |
| dc.subject.keyword | Simulação computacional | |
| dc.subject.keyword | Brake disc | |
| dc.subject.keyword | Thermal analysis | |
| dc.subject.keyword | Computer simulation | |
| dc.title | Análise da influência da redução de área na distribuição de calor em um disco de freio por meio de simulação com elementos finitos | |
| dc.title.alternative | Analysis of the influence of area reduction on heat distribution in a brake disc using finite element simulation | |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/bachelorThesis |