7/28/2019 PARAHYBAJA,2013_Resumo_Relatrio_-_XIX_Competio_Baja_SAE

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19a Competio BAJA SAE BRASIL

10-2013PE

Resumo Geral de Relatrio de Projeto - Veculo n.o 10

Copyright 2013 Society of Automotive Engineers, In.

Equipe Parahybaja - Universidade Federal de Campina Grande

Pontuao Obtida: 96,8 pontos

GRUPO DE ELABORAO Edjan Tomaz da Silva (responsvel)

Diego David Silva DinizGlauber Assis Arajo de ArrudaMaria Gabriela Medeiros de Lucena

Nayara Fernanda de Queiroz RamosRaphael de Sousa SilvaRaquel dos Anjos Hora

CAPITO Pedro Augusto Sobral Espndola

PROFESSOR COORDENADOR Eng. Dr. Wanderley Ferreira de Amorim Junior

Campina GrandePB, janeiro de 2013.

INTRODUO

Uma anlise de mercado definiu os principais objetivosdo prottipo veicular Parahybaja 2013 para as competies

desta categoria.O veculo foi projetado seguindo uma meto-dologia de projeto e modelos matemticos, auxiliados porprogramas computacionais de desenho e simulao. Buscou-se obter uma reduo de massa e melhorias em desempenhodinmico. Para atender as exigncias impostas a categoria

baja, como "atrativo ao mercado consumidor; confiabilidade;fabricao requerendo pouca ou nenhuma mo-de-obra espe-cialiazada". e demais outros requisitos nos Regulamen-tos das Competies BAJA SAE BRASIL, o presente relat-rio mostra as vrias modificaes realizadas no desenvolvi-mento de projeto, construo e testes do prottipo Parahybaja2013 em relao ao anterior.

Atualmente, a equipe gerencia o projeto seguindo os mol-des de uma empresa industrial formando grupos especficos:

projeto de subsistemas do veculo e setor administrativo,conforme Figura 1.

Figura 1Organograma da estrutura organizacional.

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SUBSISTEMA CHASSI

O chassi ou estrutura espacial de um baja tem por fun-es garantir a segurana do ocupante, receber os pontos deapoio da suspenso, carenagem epower-train. O projeto foiconcebido de maneira a atender as normas em vigor, visan-do principalmente garantir a segurana do operador. Medi-ante uma anlise de disponibilidade no mercado, peso,

tenso de escoamento e custo total, o material que compea estrutura do chassi selecionado foi o ao 1020 de dimen-ses:D = 31,75 mm (dimetro externo) e e = 1,6 mm (es-

pessura de parede).

Simulaes computacionais de rigidez torcional, impac-to frontal e de impacto lateral (Figura 2) foram realizadas

para obter as tenses mximas.

Figura 2Tenso mxima de simulao de impacto lateral.

SUBSISTEMA DIREOO mecanismo escolhido para este subsistema foi do tipo

pinho-cremalheira. O sistema composto por volante,barra de direo, caixa de direo e tie-rods (Figura 3).

Figura 3 Sistema de direo completo.O layoutda direo, ilustrada na Figura 4, foi projetado

a partir do grfico da geometria Arckerman-Jeanteaud.

Figura 4LayoutArckerman-Jeanteaud.

Para determinar o material utilizado no sistema dedireo, foram realizadas anlises, adotando como situaocrtica o estado do carro em repouso e realizandoesteramento das rodas. Obteve-se o mximo momentoesttico de esteramento e a fora nos tie-rods ecremalheira.

Partindo desses valores, foi realizada a anlise de tenso

destes componentes no ASNYS V12 para o ao 4130. AFigura 5apresenta o resultado de tal anlise.

Figura 5 Anlise de tenso: (a) cremalheira; (b) tie-rod.

SUBSISTEMA SUSPENSOInicialmente se fez a escolha dos tipos de suspenses a

serem usados mediante a Tabela T3 (Anexo). Assim, foiescolhida a suspenso do tipo Duplo-A para a dianteira eDuplo-A. Buscou-se geometrias de suspenso queatendessem os objetivos traados.. Na Figura 6 possvelverificar a variao de cambagem nas suspenses dianteirase traseiras.

Figura 6Variao de cambagem das rodas dianteiras etraseiras do prottipo 2013.

Os valores de rigidez das molas foram estabelecidos apartir da anlise da deflexo esttica necessria e valores defrequncias naturais prximas de 1 Hz. Na Tabela 1 obser-va-se os valores das frequncias naturais das suspensesdianteira e traseira.

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Tabela 1Frequncia natural das suspenses.

Suspenso FrequnciaDianteira 1,15 HzTraseira 1,23 Hz

SUBSISTEMA TRANSMISSO

De acordo com as metas estabelecidas, iniciou-se a fasede concepo do sistema. Foi montada uma matriz de to-mada de deciso para seleo dos componentes (Anexo)considerando os seguintes quesitos de avaliao: relao

peso/volume, confiabilidade, possibilidade de ajuste, dispo-nibilidade de mercado, facilidade de produo de compo-nentes agregados, facilidade de manuteno e custos.

Analisando a matriz, foram selecionados uma reduoinicial do tipo continuamente varivel (CVT), designadaReduo Primria; e uma segunda, dada por pinho-coroaem duplo estgio, designada Secundria.

O dimensionamento de cada eixo foi realizado com basenas limitaes dos dimetros internos dos rolamentosdisponveis, do acoplamento das homocinticas triploides eda relao dos esforos combinados referentes ao momentofletor e torque mximos. Os dimetros mnimos so dadosna Tabela 2 e o ao 1045 foi selecionado para uso.

Tabela 2Dimetros mnimos adequados para cada eixo.

EixosDimetros

[mm]Primrio 20,0

Intermedirio 20,0Central 28,0

Buscando uma boa relao resistncia/peso, foram rea-lizados simulaes computacionais (Figura 7) do mancal.

Figura 7Anlise de tenso (MPa) do mancal com tensio-nador.

SUBSISTEMA FREIOS

Os freios de um veculo devem cumprir tarefas funda-mentais de segurana. O sistema escolhido formado pordois circuitos independentes atuantes nas 4 rodas e funcionade forma hidrulica por acionamento de um nico pedal. ATabela 3 compara dois tipos de conjuntos possveis para osubsistema. Analisando esta tabela, a Configurao B foiescolhida por apresentar uma massa de 20 % menor.

Tabela 3Tabela comparativa.

Fatores Configurao A Configurao BNmero de discos

de freios4 3

Massa [kg] 5,00 4,00

A Figura 8 ilustra o layoutdo sistema, onde foram mon-tados dois discos nas flanges dos cubos de rodas da diantei-ra do veculo e na traseira um nico disco central acopladono eixo de transmisso.

Figura 8Layoutdo sistema de freios.

Os torques de frenagem nos eixos dianteiro e traseiroforam determinados segundo duas linhas de clculos. A

primeira tomou como base as reaes normais ao solo e ostorques de frenagem na dianteira (TFI) e na traseira (TFII)foram calculados. A segunda foi calculada a partir da forade acionamento exercida pelo p do piloto.

A Tabela 4 foi utilizada para a seleo do cilindro mes-

tre automotivo, e relaciona as possveis opes com algu-mas de suas caractersticas.

Tabela 4Tabela comparativa de cilindros mestre.

Cilindromestre*

Dimetro Preo MassaMaterial

[mm] [R$] [kg]

Opo 1 15,88 250,00 0,55 Alumnio

Opo 2 19,05 70,43 1,13Ferro

Fundido

Opo 3 19,05 117,33 0,6 Alumnio

*Cilindros mestre automotivo duplo disponveis no mer-cado.

SUBSISTEMA ELETRNICA

O sistema eletrnico proposto tem por objetivo a capta-o e processamento de dados por meio de sensores e de-senvolvedores de cdigo. Para aferir a rotao do motor e avelocidade do veculo, foram utilizados sensores do tipoindutivo, pois apresenta grau de robustez elevado e capaci-dade de operao em condies adversas (lama, poeira eleos).

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A rotao e a velocidade so medidas atravs da conta-gem de pulsos, captados pelos sensores, num intervalo detempo pr-definido. Para o processamento e envio dos da-dos ao painel de controle, foi utilizado uma plataforma dedesenvolvimento de cdigo aberto "Arduino".

A Figura 9 mostra as etapas da aquisio de dados: cap-tao pelo sensor; processamento pelo Arduino; armazena-

mento em carto SD (em forma de arquivo de texto); plota-gem e filtragem dos grficos.

Figura 9Etapas da aquisio de dados.

CONCLUSES

Uma vez finalizado todas as etapas de projeto, pode-seconcluir que o objetivo principal traado foi alcanado.Desta forma o prottipo Parahybaja 2013 (Figura 10) obte-ve xito mediante o objetivo proposto inicialmente.

Figura 10Prottipo Parahybaja 2013.