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http://hdl.handle.net/1843/72188| Type: | Dissertação |
| Title: | Análise dinâmica de caminhão de minério utilizando modelo de parâmetros discretos e otimização multiobjetivo |
| Authors: | Rodrigo Pessoa Linhares Oliveira |
| First Advisor: | Marco Tulio Correa de Faria |
| First Referee: | Fabricio Jose Pacheco Pujatti |
| Second Referee: | Ricardo Poley Martins Ferreira |
| Third Referee: | Juan Carlos Horta Gutiérrez |
| Abstract: | Caminhões de transporte de minério são frequentemente expostos a níveis elevados de vibração, o que pode comprometer o conforto de condução e a saúde dos operadores. Estudos voltados para ampliar o conhecimento acerca do comportamento dinâmico desses caminhões são cruciais para identificar parâmetros que impactam tanto o conforto de condução quanto a dirigibilidade do veículo. Este estudo desenvolve, primeiramente, um modelo dinâmico de parâmetros discretos com dez graus de liberdade do caminhão CAT 775, fabricado pela Caterpillar, para avaliação da influência dos parâmetros da suspensão hidropneumática, da qualidade da estrada e da velocidade de transporte no comportamento dinâmico do caminhão. As principais fontes de excitação do modelo baseiam-se em funções aleatórias associadas à qualidade da estrada. Dados experimentais de pressão do gás das quatro suspensões são comparados com os resultados do modelo para validação. Em seguida, o estudo da influência dos parâmetros da suspensão é realizado por meio da análise paramétrica e de otimização multiobjetivo via algoritmo genético, considerando como funções objetivo a aceleração vertical da cabine e os ângulos de movimentação do chassi durante as manobras, de forma a avaliar o compromisso entre variáveis associadas ao conforto de condução e à dirigibilidade. Oito parâmetros são avaliados. Na sequência, uma análise para avaliar a influência da rugosidade da estrada e da velocidade de transporte na vibração da cabine é realizada considerando diferentes perfis de estrada e diferentes velocidades. Os resultados indicam que os parâmetros da suspensão hidropneumática, especialmente aqueles relacionados à rigidez da suspensão, têm uma influência considerável no comportamento dinâmico do caminhão. Os resultados para os parâmetros originais estão próximos do ponto ótimo ao avaliar a aceleração vertical da cabine separadamente, não sendo esperado uma redução significativa nos níveis de vibração, seja por ajustes de campo ou alterações no projeto da suspensão. No entanto, seria possível reduzir a movimentação do chassi durante as manobras, que está relacionada com a dirigibilidade do veículo. Por fim, os resultados indicam que a influência da rugosidade da estrada e da velocidade do caminhão na vibração da cabine é consideravelmente superior à influência dos parâmetros da suspensão, reforçando a importância de manter as estradas de minas com boa qualidade e limitar a velocidade máxima do caminhão em estradas de baixa qualidade. |
| Abstract: | Haul trucks are usually subjected to high levels of vibration, which can compromise the drive ride comfort and health. Studies aimed at expanding knowledge about the dynamic behavior of these trucks are crucial to identifying parameters that impact both ride comfort and vehicle handling. Firstly, this study develops a ten degree of freedom lumped mass model of the Caterpillar truck CAT 775 to assess the influence of hydropneumatic suspension parameters, road quality, and transport speed on the truck dynamic behavior. The source of vibration is based on standardized random functions associated with the road pavement quality. Suspension gas pressure experimental data are compared with model results for validation. Secondly, the study of suspension parameter influence is conducted through parametric analysis and multiobjective optimization using genetic algorithm, with the cabin vertical acceleration and the chassis movement angles during maneuvers as objective functions to evaluate the trade-off among the physical entities associated with the ride comfort and the vehicle handling. Eight parameters are evaluated. Next, influence analysis, considering different road profiles and speeds, are performed to assess the influence of road roughness and speed on cabin vibration. The results indicate that hydropneumatic suspension parameters, especially those related to suspension stiffness, significantly influence the dynamic behavior of the CAT 775 truck. The results for the original parameters are close to the optimal point when evaluating cabin acceleration separately, with no significant reduction in vibration levels expected, either through field adjustments or suspension design changes. However, reducing chassis movement during maneuvers, related to vehicle handling, could be possible. Ultimately, the results emphasize that the influence of road roughness and truck speed on cabin vibration is considerably greater than the influence of suspension parameters, underscoring the importance of maintaining high-quality mine roads and limiting the truck's maximum speed on low-quality roads. |
| Subject: | Engenharia mecânica Otimização multiobjetivo Caminhões Minérios - Transporte |
| language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| metadata.dc.publisher.department: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecanica |
| Rights: | Acesso Aberto |
| metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/ |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/72188 |
| Issue Date: | 24-May-2024 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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