Conjunto de mangas de eixo em liga de alumínio 7075-t651 para protótipo de Fórmula SAE

Abstract

Este trabalho compreendeu o desenvolvimento do projeto de engenharia de um conjunto de mangas de eixo competitivo no cenário Fórmula SAE Brasil. Na sua consecução, foi exposto o planejamento e o estudo de viabilidade da peça a ser fabricada, onde foram levantados os requisitos e restrições acerca do projeto, e definido o conceito a ser desenvolvido por meio de matriz de decisão. Além disso, foram revisados os conceitos e parâmetros cinemáticos relativos à suspensão de veículos, juntamente com as funções e tipos de manga de eixo. Em seguida, foram tomadas decisões como a definição do material, a determinação da geometria e a montagem dos componentes. Paralelamente, concebeu-se a modelagem 𝐶𝐴𝐷, análise de esforços mecânicos fundamentada pelo Método dos Elementos Finitos (𝑀 𝐸𝐹 ), otimização topológica e a definição das especificações pertinentes à manufatura da peça. Posteriormente, ocorreu o refinamento das definições de manufatura a partir da designação de ajustes e tolerâncias. Foram elaborados desenhos técnicos e efetuada a manufatura do conjunto de manga de eixo em liga de alumínio 7075-T651 em maquinário 𝐶𝑁 𝐶. Logo após, buscou-se legitimar as condições de contorno do projeto por meio da aplicação de extensômetros em pontos estratégicos dos componentes da suspensão do veículo. Com esse intuito, foi desenvolvido ensaio experimental no qual é fixado o protótipo veicular ao chão, aplicada carga vertical mensurável e aferida a deformação nesses componentes. Essa análise extensométrica permitiu a realização do comparativo dos valores teóricos e experimentais das tensões equivalentes de Von Mises e das condições de contorno utilizadas, viabilizando a autenticação do modelo de simulação. Como resultado, obteve-se certa imprecisão na validação das tensões experimentadas pela manga de eixo e considerável aproximação nos valores das condições de contorno utilizadas no modelo de simulação.