Análise estrutural estática por elementos finitos de um chassi tipo multitubular de um carro de corrida de arrancada

Abstract

A rigidez torcional e a rigidez a flexão vertical, são as principais propriedades que definem se um chassi está apto ou não a ser utilizado em um veículo. Os cálculos para definir e estimar essas propriedades são complexos, extensos e iterativos, muitas vezes sujeitos a erros ou desvios. Computadores possibilitaram que cálculos e simulações dessas propriedades sejam realizadas de forma mais rápida e próxima ao real, diminuindo assim o custo de engenharia. Neste trabalho, foram realizados o modelamento e a simulação de um chassi multitubular de um veículo para corridas de arrancada, para determinar a sua tensão máxima de flexão vertical e sua rigidez torcional longitudinal. A modelagem do chassi foi realizada através do software Solidworks e para a simulação foi empregada a ferramenta Solidworks Simulation utilizando o método de elementos finitos. Como primeiro resultado, em relação a tensão máxima de flexão vertical do chassi, foram detectados pontos que necessitaram de reforço. Após modificação de projeto, os resultados ficaram dentro dos limites das propriedades do material de fabricação do chassi. Após determinadas as tensões de flexão vertical, foi realizada uma simulação para calcular a rigidez torcional do chassi, que após propostas de melhoria, foi estimada em 2270,6 Nm/grau.

orsional stiffness and vertical bending stiffness are the main properties that define whether or not a chassis is suitable for use in a vehicle. The calculations to define and estimate these properties are complex, extensive and iterative, often subject to errors or deviations. Computers have made it possible for calculations and simulations of these properties to be performed faster and closer to the real, thus reducing the engineering cost. In this work, the modeling and simulation of a multitube chassis of a drag racing vehicle were carried out to determine its maximum vertical bending stress and its longitudinal torsional stiffness. The chassis modeling was performed using Solidworks software and the Solidworks Simulation tool was used for the simulation using the finite element method. As a first result, in relation to the maximum vertical bending stress of the chassis, points were detected that needed reinforcement. After design modification, the results were within the limits of the material properties of the chassis fabrication. After determining the vertical bending stresses, a simulation was performed to calculate the torsional stiffness of the chassis, which after proposals for improvement, was estimated at 2270.6 Nm/degree.