Estimativa de vida em fadiga de um eixo de veículo comercial submetido a diferentes perfis de pista

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Motter, Maurício Slovinscki
• Orientador(a): Casas, Walter Jesus Paucar
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Elementos finitos; Fadiga (Engenharia); Mecânica dos sólidos; Suspensão mecânica
• Palavras-chave em Inglês: Suspension; Finite element; MBS; Time domain; Multiaxial fatigue; Non-proportional loading
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/215304

Segundo o Anuário da Confederação Nacional dos Transportes (CNT) do transporte 2019, o modal rodoviário brasileiro é responsável por cerca de 60% do total de cargas transportadas, sendo que apenas 12,4% das estradas do país são pavimentadas, e destas aproximadamente 59% apresentam algum tipo de problema. Nesta realidade, estão inseridas as fabricantes do sistema veicular responsável pelo isolamento das mercadorias, passageiros e motoristas das oscilações e irregularidades das vias: a suspensão. Para oferecer um produto ao mercado com qualidade, durabilidade, segurança, leve e ainda a um preço competitivo, é essencial que o fabricante tenha um bom conhecimento sobre as solicitações que seu produto estará exposto. Com base nestas proposições, o objetivo geral deste trabalho foi avaliar o comportamento à fadiga de um modelo de eixo de implemento rodoviário quando submetido a pistas curvas com diferentes perfis de rugosidade, modeladas a partir da norma ISO 8608. Neste contexto, desenvolveu-se uma metodologia de avaliação de vida em fadiga baseada em elementos finitos (EF) utilizando-se de técnicas de dinâmica multicorpos (MBS) para o levantamento das cargas de serviço da aplicação. A vida em fadiga foi calculada pela abordagem do domínio do tempo e o método deformação-vida (ε-N), com considerações dos efeitos das tensões médias, multiaxialidade das tensões e carregamentos não proporcionais. Para isso, foi utilizado o software comercial nCode DesignLife, o qual possui um módulo de fadiga multiaxial que seleciona o critério de fadiga de acordo com o nível de proporcionalidade e taxa de biaxialidade das tensões. Foi possível avaliar a influência da pré-tensão na vida em fadiga do eixo, comparar a vida em fadiga dos pontos críticos para cada uma das pistas, além de avaliar a influência da ausência de rugosidade e curvas da pista na vida em fadiga do eixo. Os resultados mostraram que ao considerar a pré-tensão dos grampos, as deformações tiveram um deslocamento a patamares mais positivos, portanto, maior dano acumulado e menor vida em fadiga. Como era esperado, os resultados apresentaram que à medida em que se aumenta o nível de rugosidade da pista a vida em fadiga diminui. Já o modelo ausente de curvas apresentou uma vida consideravelmente maior.