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Title: Análise de vibrações de um veículo baja através de simulação pelo método de elementos finitos
Authors: Rauber, Amanda Gabriele
Keywords: Análise modal;Método de elementos finitos;Baja;Simulações;Modal analysis;Finite Element Method;Baja;Simulations
Date of Defense: 1-Dec-2020
Issue Date: Nov-2020
Citation: RAUBER, Amanda Gabriele. Análise de vibrações de um veículo baja através de simulação pelo método de elementos finitos. 2020. Monografia (Graduação em Engenharia Mecânica) – Universidade do Vale do Taquari - Univates, Lajeado, 01 dez. 2020. Disponível em: http://hdl.handle.net/10737/3057.
Abstract: A Sociedade de Engenheiros Automotivos (SAE) organiza uma competição estudantil chamada Baja SAE, onde estudantes de engenharia são desafiados a projetar e construir um veículo tipo off-road que atenda a requisitos técnicos e de segurança especificados. O uso de simulações pelo método de elementos finitos apresenta vantagens na etapa de projeto do veículo, como redução de custos e possibilidade teste de diversos cenários em um curto período, tornando a evolução do projeto mais dinâmica. O objetivo deste trabalho foi realizar uma análise do veículo da equipe Baja Univates, considerando aspectos relacionados à estrutura do veículo, através de simulações pelo método de elementos finitos, utilizando o software Ansys. A partir de análise modal de corpo livre e corpo restringido, e simulações de colisão, foi possível conhecer as frequências naturais e modos de vibração do chassi, bem como o comportamento do mesmo frente a esforços aplicados. Com base nos resultados das simulações, foram propostas alterações na geometria, com remoção de elementos e alteração do diâmetro da tubulação em regiões específicas, e novas simulações foram realizadas. Os resultados das novas simulações mostraram um aumento na frequência do primeiro modo de vibração, de 29,299 Hz para 35,023 Hz, enquanto as características de rigidez estrutural e resistência a colisões da estrutura se mantiveram iguais.
Baja SAE is a competition organized by the Society of Automotive Engineers (SAE), where engineering students are challenged to design and build an off-road vehicle that answers to technical and security specifications. The use of Finite Element Method simulations presents many benefits during the vehicle design stage, such as cost reduction and the possibility of testing different scenarios in a short period, making the design evolution more dynamic. The main goal of this study was to perform an analysis of the Baja vehicle from the Univates Team, considering aspects related to vehicle structure, through Finite Element Method simulations, using the Ansys software. Through free body and constrained body modal analysis and collision simulations, we identified the natural frequencies and vibration modes of the vehicle, as well as its structural behavior concerning pilot security and vehicle performance. Based on that, we proposed modifications on the geometry, like removal of elements and changes on pipe diameter on specific regions and performed new simulations. The results show an increase in the first mode of vibration from 29,299 Hz to 35,023 Hz, while the other structural characteristics like rigidity and resistance to collision remained equal.
URI: http://hdl.handle.net/10737/3057
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