Desenvolvimento de um cubo de roda pelo método de elementos finitos aplicado a um veículo de competição Fórmula SAE

Abstract

No ramo automotivo, com a avanço tecnológico dos programas computacionais, as simulações numéricas são cada vez mais utilizadas para o estudo de geometrias complexas, reduzindo assim os custos do projeto. Este trabalho apresenta um procedimento de análise para o desenvolvimento de um cubo de roda traseiro para um veículo do tipo Fórmula SAE por meio do método dos elementos finitos. Utilizando uma geometria primitiva baseada em uma pesquisa de mercado, obtém-se uma geometria para a utilização em CAD, possibilitando assim uma análise numérica. Assim sendo, são analisados os carregamentos de aceleração, frenagem e transferência de carga a que o componente é sujeito, possibilitando assim um projeto que permita a equipe Fórmula CEM participar da competição. Também é realizada uma otimização topológica usando o programa SolidWorks, obtendo assim uma redução de massa do componente. Aplicando a geometria do cubo de roda no programa ANSYS 16.0, obtêm-se as tensões sofridas pelo componente, assim como a sua vida útil para fadiga.

In the automotive sector, with the technological advancement of software, numerical analyzes are increasingly used for the analysis of complex geometries, thus enabling a reduction in project costs. This work presents an analysis procedure for the development of a rear wheel hub for a Formula SAE vehicle using the finite element method. Using a primitive geometry based on benchmarking, a geometry for use in CAD is obtained, thus enabling a numerical analysis. Therefore, the acceleration, braking and load transfer loads to which the component is subject are analyzed, enabling a project that allows the Fórmula CEM team to participate in the competition. A topological optimization is performed using the SolidWorks software, so a mass reduction of the component is obtained. Using the ANSYS 16.0 program, the stresses suffered by the component are calculated, as well as its fatigue life.