Otimização das características de um chassi tubular de automóvel de competição com tração integral

Abstract

Qualquer tipo de desporto pauta-se pela competitividade entre os seus intervenientes, tendo como objetivo a vitória. E o desporto automóvel não é diferente. Sendo que os componentes estruturais, e em particular o chassi, têm um papel preponderante para alcançar a vitória. Ao longo do tempo as evoluções permitiram melhorias nas características do veículo, alcançando-se desta forma elevados níveis de performance e competitividade no que diz respeito ao peso, aerodinâmica, estética e ergonomia sem aumentar significativamente os custos de produção e de manutenção. Este trabalho foi elaborado com o fim de obter melhorias no chassi produzido para servir de base aos veículos de 4 rodas motrizes inseridos na categoria T1 do Campeonato Nacional de Todo-Terreno sob a égide da Federação Portuguesa de Automobilismo e Karting. Neste trabalho apresenta-se o estudo para caracterizar o material utilizado na conceção do chassi, das suas propriedades químicas e das suas propriedades mecânicas. Posteriormente os dados provenientes dos ensaios mecânicos foram utilizados na realização de todas as simulações numéricas. Estas serviram para determinar o comportamento do chassi inicial e dessa forma identificar os locais onde se poderia proceder a melhorias. De seguida procedeu-se à otimização da estrutura de forma empírica. Realizou-se uma análise de sensibilidade às variáveis que seriam consideradas no updating. Com a aplicação dos métodos de otimização, conseguiu-se aumentar a rigidez torsional do chassi em 11%, diminui-se a flexão em 21% sendo que o peso aumentou 7%.

Any kind of sport is ruled through competition among its participants, aiming to win. And motorsport is not different. The structural components, particularly the chassis, have a key role to achieve victory. Over time, technical developments have allowed improvements in the characteristics of the vehicle reaching higher levels of performance and competiton with regard to weight, aerodynamics, esthetics and ergonomics without significantly increasing costs of production and maintenance. The work here presented introduces improvements in the chassis of a 4-wheel drive vehicles to compete in the category T1 Cross Country National Championship under the aegis of the Portuguese Federation of Automobile and Karting. A study is performance to characterize the material used in the design of the chassis, its chemical properties and its mechanical properties. Data obtained in mechanical tests was used to perform numerical simulations. Which determinated the behavior of the original chassis and thus identify the locations where improvements could be made. And then proceeded to the optimization of the structure empirically. We performed a sensitivity analysis of the variables that would be considered in updating. Using optimization methods in the chassis was achieved increase the torsional stiffness by 11%, the bending decreased by 21%, and the weight increased by 7%.