Método para a análise de vida em fadiga em chassi de implementos rodoviários a partir de densidades espectrais de potência

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Costa, Felipe Acordi
• Orientador(a): Corso, Leandro Luís
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng; por
• Palavras-chave em Português: Análise estrutural (Engenharia); Metais - Fadiga; Engenharia mecânica; Método dos elementos finitos
• Palavras-chave em Inglês: Structural analysis (Engineering); Metals - Fatigue; Mechanical engineering; Finite element method
• Link de acesso: https://repositorio.ucs.br/11338/10496

Essa dissertação apresenta o desenvolvimento de um método para a análise de vida em fadiga em chassi de implementos rodoviários a partir de densidades espectrais de potência. Para isso foram utilizados sinais de acelerômetros triaxiais e uniaxiais posicionados em dez pontos de um chassi do implemento rodoviário, percorrendo variados tipos de pistas. Também foi utilizado um modelo de elemento finitos do chassi que foi disponibilizado pela empresa patrocinadora para a realização da pesquisa. Dentro do método proposto, três tipos de análises foram realizados: a análise operacional modal; análises harmônica e modal; e análise de vida em fadiga. Para a realização da análise operacional modal, os sinais foram tratados com filtros de passa baixas e de janelas e convertidos para o domínio da frequência. Como resultado, os dados modais referentes ao implemento são inseridos como propriedades de um modelo virtual de chassi em elementos finitos para obter funções de resposta de frequências através das análises harmônica e modal. Também se criou uma matriz de densidades espectrais de potência a partir das acelerações obtidas para que, juntamente das funções de resposta de frequências e, a partir de técnicas de cálculo de tensão (von Mises e Plano Crítico), os momentos espectrais são obtidos. Para obter as funções de probabilidade de densidade foram utilizados métodos de Dirlik ou Tovo-Benasciutti utilizando os momentos espectrais para, a partir das funções de probabilidade de densidade juntamente com curvas S-N, para calcular a vida em fadiga. A vida em fadiga foi calculada no domínio do tempo e da frequência para dois modelos de chassi, um simplificado e um completo. O modelo simplificado apresentou resultados aproximados em ambos os domínios, no domínio do tempo a pior vida se deu em 11.200 km e no domínio da frequência, 8.900 km. O modelo completo houve uma variação nos resultados, no domínio do tempo se obteve 847.000 km e no domínio da frequência 0.05 km. Futuros trabalhos para a obtenção de resultados mais precisos incluem: mais coletas em testes de durabilidade incluindo strain gauges; análises experimentais modais em cenários controlados; e avaliações de tensões residuais. [resumo fornecido pelo autor]