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http://hdl.handle.net/1843/RAOA-BB2MCW| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Modelo computacional half-car para estudos de resposta vibracional e do conforto de veículos de passeio considerando o banco e o motorista |
| Authors: | Luis Felipe Mrad |
| First Advisor: | Juan Carlos Horta Gutierrez |
| First Referee: | Maria Lucia Machado Duarte |
| Second Referee: | Claysson Bruno Santos Vimieiro |
| Third Referee: | Lazaro Valentim Donadon |
| Abstract: | Nesta dissertação foi implementado um modelo computacional capaz de simular a resposta vibracional de veículos de passeio e obter respostas para sinais de excitação aplicados nas rodas, visando a avaliação de vibração e conforto. Tal modelo é criado para otimizar as análises de conforto vibracional, reduzindo o número de testes experimentais, poupando tempo e recursos e facilitando a avaliação de alterações nos componentes. São comuns na literatura modelos que representam apenas o veículo, porém, no modelo proposto, são considerados também o banco e o motorista. Para esta implementação foi elaborado inicialmente um modelo matemático, solucionado com o auxílio do software Matlab®. O modelo é do tipo Half-car com oito graus de liberdade, sendo quatro do veículo, um do banco do motorista e três do modelo biodinâmico. São levadas em consideração excitações na direção vertical, pelo fato de estas serem preponderantes durante o percurso de um veículo em percurso com irregularidades e com velocidade praticamente constante. Através da manipulação das matrizes são obtidas as frequências naturais, que se mostram coerentes com a literatura. Na primeira análise é utilizado um sinal de excitação do tipo senoidal, para o qual o veículo se apresenta como ligeiramente desconfortável, de acordo com as normas, com aceleração RMS no banco do motorista próximas de 0,36m/s². Posteriormente é utilizado outro sinal de excitação, que simula as amplitudes de deslocamento de um percurso real. Tendo as respostas do modelo para esse sinal é feita uma comparação com dados coletados em teste experimental, a fim de correlacionar o modelo e avaliar a confiabilidade dos resultados obtidos para a validação do modelo computacional. A correlação indica pequenos erros, motivados por fatores explicados no trabalho, estando na faixa aceitável para esse tipo de modelo. Os dados obtidos pelo modelo computacional e os resultados dos ensaios experimentais indicam que o veículo é pouco confortável, com aceleração RMS no banco do motorista próximo a 0,60m/s². Ao final, é feita uma análise da influência da alteração de componentes da suspensão no conforto, alterando os valores de rigidez das molas e o coeficiente de amortecimento. É observada uma influência maior da alteração do coeficiente de amortecimento do que da rigidez das molas no conforto do veículo. Conclui-se que o modelo computacional desenvolvido é válido e poderá ser utilizado como ferramenta para otimizar a avaliação de conforto e a análise da influência de alterações nos parâmetros dos componentes |
| Abstract: | In this dissertation was implemented a parametrical computing model capable of simulating passenger vehicles and obtain responses for input signals applied on the wheels, with the goal of evaluating vibration and comfort. The model is designed to optimize the vibrational comfort analyzes, reducing the number of experimental tests, saving time and resources and facilitating the evaluation of component changes. Models that represent only the vehicle are common in the literature, but, in the proposed model, the seat and the driver are also considered. For this implementation a mathematical model was developed, solved with Matlab® software. The model is a Half-car with eight degrees of freedom, four of the vehicle, one of the driver's seat and three of the biodynamic model. Only excitations in the vertical direction are taken into account, since they are preponderant in a vehicle on a track with irregularities and constant speed. Through manipulation of the system matrix the natural frequencies of the model are obtained, with are consistent with the literature. In the first analysis, a sinusoid input signal is applied, for which the vehicle presents as slightly uncomfortable, when compared to standards, with an RMS acceleration in the driver seat close to 0,36m/s². After, another input signal is used, used to simulate the displacement amplitudes of a track. Having the answers from the model for this kind of signal, a comparison is made with data gathered in experimental test, to correlate the model and evaluate the reliability of the obtained answers for the validation of the computational model. The correlation indicates small errors, motivated by a series of factors explained in the paper, being the error margin acceptable for this kind of model. The data from the model and from the experimental test indicate that the vehicle is mildly uncomfortable, with RMS acceleration in the driver seat close to 0,6m/s². Lastly, is made an analysis of the effect of changing components of the suspension of the vehicle in the comfort of the vehicle, changing stiffness values of the springs and damping coefficients. It is observed a bigger influence of changing the damping coefficients, rather than springs stiffness, in the comfort of the vehicle. It is concluded that the computational model developed is valid and can be used as a tool to optimize the comfort evaluation and the analysis of the influence of changes in the parameters of the components |
| Subject: | Automóveis Vibração Modelos computacionais Engenharia mecânica |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/RAOA-BB2MCW |
| Issue Date: | 14-Dec-2018 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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