Modelação e análise estática e dinâmica em componentes estruturais de um automóvel de competição

Abstract

Quando falamos de competição, partimos desde logo do pressuposto que existe uma rivalidade, uma luta em que a finalidade primordial é vencer. A competição automóvel assenta também nestes parâmetros e a diferença entre ganhar ou perder é ínfima, limita-se a pormenores. Atento aos pormenores e com a optimização como intuito, o principal objectivo deste trabalho foi a modelação e análise estática e experimental de uma estrutura do tipo barra anti-aproximação de um automóvel de competição. Nesta perspectiva, foi feita a modelação da dita estrutura recorrendo ao software comercial ANSYS 5.4. Foram realizados ensaios mecânicos estáticos, ensaios experimentais e estava ainda prevista uma análise dinâmica. Nestes ensaios foi tida em conta a rigidez estrutural e foi feita uma análise à encurvadura. Por fim, foi executada uma análise por elementos finitos recorrendo ao mesmo software ANSYS 5.4. O trabalho experimental foi realizado num componente estrutural de um Ford Escort MK1 de competição, automóvel que integra o campeonato nacional de clássicos. O componente em causa vem equipado de série em automóveis com estas características e para viabilizar uma determinação mais precisa do campo de tensões existentes na estrutura foram colados na mesma extensómetros. Nesse sentido, foi realizado um estudo com o automóvel em pista, conduzido pelo respectivo piloto, reproduzindo as condições o mais aproximadas possível de um cenário de competição, com o intuito de obter fielmente resultados com a maior exactidão possível. Para o efeito, foram analisados e extraídos os resultados obtidos e foram utilizados como referência para possibilitar o estudo do modelo. Na investigação empírica pode concluir-se que o modelo produziu resultados satisfatórios demonstrando no entanto algum sobredimensionamento, pelo que pode ser aperfeiçoado em estudos futuros com o objectivo de tornar a competição cada vez mais veemente.

When we talk about competition, we start immediately from the assumption that there is a rivalry, a struggle in which the primary purpose is to win. The racing is also based on these parameters and the difference between winning and losing is very small, limited to the details. Attentive to detail and with the intention to optimize, the main objective of this work was the modeling and analysis of static and dynamic structure of a Strut Brace kind of a race car. From this perspective, was the modeling of this structure using the commercial software ANSYS 5.4. Mechanical tests were performed in static and dynamic which has been taken into account the stiffness and analysis in terms of vibrations. Finally, we performed a finite element analysis using the same software ANSYS 5.4. The experiment was done in a structural component of a Ford Escort Mk1 racing automobile that incorporates the national championship classics. The component in question is fitted in cars with these features and to enable a more precise determination of the stress field existing in the structure were stuck in the same accelerometers. Accordingly, a study was conducted on track with the car, driven by its pilot, reproducing the conditions as possible to approximate a competitive scenario, in order to accurately obtain results as precisely as possible. To this end were extracted and analyzed the results of modal identification and were used as reference to enable the study of the developed model. In the empirical investigation can be concluded that the model produced satisfactory results and can be improved in future studies in order to make a stronger competition.