Conforto em veículos de passageiros com amortecimento assimétrico e não linearidade geométrica sob excitação harmônica e estocástica - Fernandes, Júlio César de Moraes (2019)
O objetivo desse trabalho é realizar um estudo do comportamento dinâmico de sistemas de suspensão veicular que empregam amortecimento assimétrico incluindo não linearidade geométrica, com foco na melhoria do conforto para os passageiros, considerando o perfil da estrada harmônico e estocástico. Os veículos terrestres estão sujeitos às vibrações induzidas pela superfície em que se deslocam e o conforto para os passageiros e o contato entre a estrada e o pneu depende desses fatores. Na prática, os veículos precisam ser equipados com sistemas de suspensão para minimizar os efeitos das imperfeições da estrada, aumentando o seu conforto. Nesse contexto, a eficácia do sistema de suspensão pode ser avaliada observando a aceleração da massa suspensa, que está relacionada diretamente com o nível de conforto para os passageiros. O perfil vertical da estrada pode ser representado de diferentes formas e um perfil harmônico simples ou um perfil estocástico realista pode ser utilizado dependendo do objetivo. A norma ISO 8608:1995 especifica um método uniforme para caracterizar o perfil das ruas, rodovias e estradas não pavimentadas baseado na densidade espectral de potência. O perfil da estrada pode ser classificado dentro de uma classe de rugosidade de A a H, onde A representa uma estrada muito boa e H uma estrada muito acidentada. Neste trabalho, é apresentada a modelagem do perfil da estrada de acordo com a ISO 8608:1995 para diferentes classes de rugosidade. O perfil vertical é aproximado por uma função harmônica com sobreposição no número de ondas e o ângulo de fase é gerado aleatoriamente. Os modelos clássicos de 1⁄4 de carro de 1 e 2 graus de liberdade com amortecimento assimétrico incluindo não linearidade geométrica sob excitação harmônica e estocásticas são utilizados. Um método de otimização é aplicado para minimizar a aceleração RMS da massa suspensa em relação aos parâmetros geométricos e do índice de assimetria. As análises apresentam redução na aceleração RMS da massa suspensa dependendo da posição de montagem do conjunto mola amortecedor. É mostrado que o amortecimento assimétrico implica na variação dos tempos gastos durante os ciclos de extensão e compressão. Como resultado disso, é observado que existe um regime transiente dentro das fases de extensão e compressão e que a potência dissipada pelo amortecedor varia de acordo com a razão de assimetria. Através de um experimento utilizando excitação harmônica, é analisada a influência da geometria nas transmissibilidades de aceleração e deslocamento.