Análise comparativa da influência da torção de um chassi de FSAE no comportamento dinâmico do veículo

Abstract

This work has the intention to evaluate the performance of a Formula SAE chassis in its environment and function. Trying to correlate the dynamic behavior with rigidity of the chassis of the vehicle. Using the aid of simulation, multi-body model, and real vehicle testing, for calibration the model. Two models had been made, one rigid and another flexible, being the common systems steering, suspension, engine, transmission, tires and brakes for both models. Where the only difference between the two, is the chassis. In the flexible model, two bodies are joined by a torsional bushing that can have any desirable value, from , to of or of the chassis in study. Through maneuvers, such as fish hook and single lane change, with the help of the software ADAMS/Car®, simulations of pre-established maneuvers, following a pattern, were performed to evaluate the results of dynamic models, rigid and flexible. With the obtained results, it is possible to determine the characteristics of dynamic behavior of the Formula SAE. By changing the value of chassis rigidity and comparing with a rigid model chassis, it is possible to quantify the influence of the rigidity of a flexible system chassis. Therefore, try to create a methodology of analysis and development of chassis. To show the influence of torsion, for instance, in the fish hook maneuver, between rigid and flexible (with the , therefore ) the difference was in the speed at the end of the maneuver. As for the single lane change the value this value was , smaller the value the better the chassis behavior, it shows the efficiency of the chassis in maneuver. Now for the same example with of rigidity (i.e. ) the difference in the final speed increased to , becoming more noticeable in a several laps race. Taking not only the value obtained in a static load and or stiffness analysis, but also a series of dynamic tests. Evaluating the chassis behavior, from the design application point of view. Being able to have its stiffness changed to any value that is more efficient for the task assigned

Este trabalho tem o intuito de avaliar o desempenho do Formula SAE em sua aplicação, correlacionando, comportamento dinâmico com a rigidez torcional do chassi do veículo. Através de simulações de modelos multi-corpos e ensaios realizados com o veículo propriamente para calibração do modelo matemático. Dois modelos foram criados, um rígido e outro flexível, sendo os sistemas de direção, suspensão, motor, transmissão, pneus e freios comuns aos dois modelos. A única diferença entre os dois é a rigidez do chassi, onde no modelo flexível, dois corpos são unidos por uma bucha de torção que pode assumir qualquer valor desejável, neste caso em estudo de , e de , ou seja, do chassi em estudo. Através das manobras, de "fish hook" e "single lane change", com auxilio do software ADAMS/Car®, foram realizadas simulações de manobras para se comparar os resultados dinâmicos entre os modelos, rígido e flexível. Pode-se assim com os valores obtidos, traçar as características determinantes do comportamento dinâmico do Formula SAE. Ao variar o valor da rigidez torsional do chassi e confrontando com um modelo rígido, pode se, quantificar a influência da rigidez do chassi. Mostrar a influência da torção do chassi no comportamento dinâmico do veículo. No caso para comparação do chassi rígido com o chassi flexível, (com o valor de , ou seja, ) na manobra de "fish hook" a diferença foi de na velocidade final da manobra, já no caso do "single lane change" a diferença ficou em , onde quanto menor a diferença, maior a eficiência do chassi na realização da manobra. Agora para o mesmo ensaio de "single lane change" sendo que a rigidez do modelo flexível foi reduzida em (ou seja, a diferença aumenta para , se tornando um valor mais perceptível ao longo de varias voltas em um circuito. Com isso, permitir uma analise que possa quantificar a rigidez necessária para execução de uma manobra da maneira mais eficiente e construir assim, um chassi com a massa e rigidez otimizada