Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/51810
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisor1Antônio Ferreira Ávilapt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5032990765950518pt_BR
dc.contributor.referee1Juan Carlos Horta Gutierrezpt_BR
dc.contributor.referee2Ernani Sales Palmapt_BR
dc.creatorLeonardo do Carmo Lelis Diaspt_BR
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/5174324170189822pt_BR
dc.date.accessioned2023-04-11T17:54:10Z-
dc.date.available2023-04-11T17:54:10Z-
dc.date.issued2022-02-09-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/1843/51810-
dc.description.abstractThe purpose of this work is to conduct a parametric study on leaf springs and propose alternative p for reducing the component's mass, using alternative materials to steel and proposals for new geometries. The component was selected as the study object because it is the main item of a vehicle suspension, and it has a high optimization potential. In order to understand the parameters with the greatest influence and evaluate the leaf springs, static and modal analyses were conducted using the Ansys Workbench®️ software. Based on the analyses results, two alternative configurations for leaf springs were proposed: the first parabolic, in which the leaves have a thickness variation; and the second, a hybrid set, combining steel and epoxy fiberglass. In the first case, improvements in the mechanical behavior of the component were observed, however, a small increase in mass was also noted when compared to a leaf spring obtained analytically. However, when compared to the commercial component, a weight reduction of 5.9 kg was seen. For the proposed hybrid leaf spring, the mass minimization achieved was more effective, being approximately 42%, however, it was verified that there was a loss in terms of stress and deflection, being 20.91% and 23.93% respectively, compared to the conventional analytical leaf spring. Since the weight reduction is greater than the losses, the results were beneficial for the proposed solution. Alternative configurations for monoleaf springs were also proposed, these being: hybrid, with thickness variation, and with width variation. These proposals have a better mechanical response than the conventional steel system, reaching an expressive weight reduction. Due to the positive results achieved with the hybrid configuration in leaf springs, the concept was applied to the monoleaf with varying geometry, increasing the gains obtained. Comparing the hybrid monoleaf with thickness variation to the analytically calculated leaf spring, a 61.47% reduction in the component's mass is observed, being the best result obtained throughout the work. To validate these results, the reduction in fuel consumption was evaluated, considering the average consumption of the selected vehicle category. A maximum optimization of 0.151 km/l and a minimum of 0.068 km/l was reached. Based on data from the literature, it was also shown that these gains have positive impacts on reducing emission indices.pt_BR
dc.description.resumoO presente trabalho tem por objetivo realizar um estudo paramétrico em feixes de molas e propor configurações alternativas para redução de massa do componente, utilizando materiais alternativos ao aço e proposições de novas geometrias. O componente foi selecionado como objeto de estudo pois é o principal item de uma suspensão veicular e apresenta elevado potencial de otimização. Para compreensão dos parâmetros de maior influência e avaliação dos feixes de molas, foram executadas análises estáticas e modais por meio do software Ansys Workbench®. Os resultados destas análises foram utilizados para proposição de duas configurações alternativas para feixes de molas: a primeira parabólica, na qual as lâminas possuem variação de espessura; e a segunda, um conjunto híbrido, combinando aço e fibra de vidro epóxi. Para o primeiro caso, observou-se melhorias no comportamento mecânico do componente, porém, notou-se também um pequeno incremento de massa quando comparado ao um feixe de molas obtido analiticamente. Entretanto, quando comparado ao componente comercial, viu-se uma redução de massa de 5,9 kg. Para o feixe híbrido proposto, a minimização obtida para a massa foi mais efetiva, sendo está de aproximadamente 42%, entretanto, verificou-se que houve uma penalidade em termos de tensão e deflexão, sendo está de 20,91% e 23,93% respectivamente, quando comparadas ao feixe convencional analítico. Como a redução de massa é bem superior os pênaltis têm-se que os resultados foram benéficos para a solução proposta. Propôs-se também configurações alternativas para monolâminas, sendo estas: híbrida, com variação de espessura, e com variação de largura. Tais proposições apresentam uma resposta mecânica melhor que o sistema convencional em aço, atingindo ainda uma expressiva redução de massa. Devido aos resultados positivos alcançados com a configuração hibrida nos feixes de molas, aplicou-se o conceito nas monolâminas com variação de geometria, ampliando os ganhos obtidos. Comparando a monolâmina hibrida com variação de espessura ao feixe de molas calculado analiticamente, observa-se uma redução 61,47% da massa do componente, sendo o melhor resultado obtido ao longo do trabalho. Para validar os referidos resultados, avaliou-se a redução de consumo de combustível, considerando o consumo médio da categoria de veículos selecionados. Chegou-se em uma otimização máxima de 0,151 km/l e mínima de 0,068 km/l. Com base em dados da literatura, mostrou-se ainda que tais ganhos geram impactos positivos na redução dos índices de emissões.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Geraispt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecanicapt_BR
dc.publisher.initialsUFMGpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectFeixe de molaspt_BR
dc.subjectMonolâminaspt_BR
dc.subjectMétodo dos elementos finitospt_BR
dc.subjectCompósitospt_BR
dc.subjectSuspensão veicularpt_BR
dc.subjectRedução de massapt_BR
dc.subject.otherEngenharia mecânicapt_BR
dc.subject.otherAutomóveis - Molas e suspensãopt_BR
dc.subject.otherMétodo dos elementos finitospt_BR
dc.subject.otherCompósitospt_BR
dc.titleEstudo paramétrico e análise de configurações alternativas para feixes de molas objetivando a redução de massapt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
DISSERTAÇÃO_LEONARDOLELISDIAS_FINAL.pdfDISSERTAÇÃO LEONARDO DO CARMO LELIS DIAS8.56 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.