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Estudo comparativo de dois tipos de sistemas de suspensão de um carro Fórmula Student
| Summary: | O principal objetivo desta tese é comparar o comportamento estático e dinâmico de dois tipos de suspensão aplicáveis a um veículo Formula Student. Estes dois tipos de suspensão são o push-rod e o pull-rod, que irão ser analisados detalhadamente para explicar as suas principais vantagens e desvantagens. De forma a enquadrar a temática a ser estudada, serão apresentados os conceitos básicos dos automóveis e a sua evolução na história da Fórmula 1, com o foco nos dois dos tipos de suspensão referidos anteriormente. No presente trabalho, efetuaram-se dois tipos de análises para responder ao objetivo proposto. Essas análises consistem na análise estática e dinâmica dos dois sistemas em causa. Relativamente à primeira, ao se realizar as análises estáticas dos sistemas de suspensão, push-rod e o pull-rod, verificou-se que ambos são equivalentes em termos de desempenho estático, com perfis de tensão e de deformação semelhantes. Além disto, constatou-se que nos dois sistemas as cargas estáticas transmitidas ao chassis e aos componentes da suspensão apresentam valores idênticos. No entanto, no sistema pull-rod há uma ligeira dependência não linear da carga, na posição vertical da roda. A respeito das análises dinâmicas às duas suspensões conseguiu-se perceber, pelas matrizes de rigidez (K) e de amortecimento (C), que o sistema push-rod tem um grau de liberdade igual a zero. O mesmo não acontece com o sistema pull-rod. Relativamente às frequências naturais, os valores são quase idênticos. Após a realização das análises, estática e dinâmica, foi possível verificar que os dois sistemas são muito semelhantes. Contudo, existem algumas diferenças como: dependência não linear da carga da suspensão na posição vertical da roda no sistema pullrod, independência do movimento relativamente a uma direção no sistema push-rod, o sistema push-rod ter uma melhor ajustabilidade dos parâmetros da suspensão e por último, nas análises estáticas detetou-se algumas diferenças na propagação das forças pelos dois sistemas. Por fim, concluiu-se que a melhor opção para o sistema de suspensão do protótipo Formula Student é que o sistema de push-rod é o melhor para a dianteira do veículo, mas para a traseira o melhor sistema é o pull-rod. |
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| Main Authors: | Ferreira, Pedro Miguel Farinha |
| Subject: | Análise estática Static analysis Análise vibracional Vibrational analysis Suspensão Push-rod Push-rod Suspension Suspensão Pull-rod Pull-rod Suspension |
| Year: | 2019 |
| Country: | Portugal |
| Document type: | master thesis |
| Access type: | open access |
| Associated institution: | Instituto Politécnico de Lisboa |
| Language: | Portuguese |
| Origin: | Repositório Científico do Instituto Politécnico de Lisboa |
| Summary: | O principal objetivo desta tese é comparar o comportamento estático e dinâmico de dois tipos de suspensão aplicáveis a um veículo Formula Student. Estes dois tipos de suspensão são o push-rod e o pull-rod, que irão ser analisados detalhadamente para explicar as suas principais vantagens e desvantagens. De forma a enquadrar a temática a ser estudada, serão apresentados os conceitos básicos dos automóveis e a sua evolução na história da Fórmula 1, com o foco nos dois dos tipos de suspensão referidos anteriormente. No presente trabalho, efetuaram-se dois tipos de análises para responder ao objetivo proposto. Essas análises consistem na análise estática e dinâmica dos dois sistemas em causa. Relativamente à primeira, ao se realizar as análises estáticas dos sistemas de suspensão, push-rod e o pull-rod, verificou-se que ambos são equivalentes em termos de desempenho estático, com perfis de tensão e de deformação semelhantes. Além disto, constatou-se que nos dois sistemas as cargas estáticas transmitidas ao chassis e aos componentes da suspensão apresentam valores idênticos. No entanto, no sistema pull-rod há uma ligeira dependência não linear da carga, na posição vertical da roda. A respeito das análises dinâmicas às duas suspensões conseguiu-se perceber, pelas matrizes de rigidez (K) e de amortecimento (C), que o sistema push-rod tem um grau de liberdade igual a zero. O mesmo não acontece com o sistema pull-rod. Relativamente às frequências naturais, os valores são quase idênticos. Após a realização das análises, estática e dinâmica, foi possível verificar que os dois sistemas são muito semelhantes. Contudo, existem algumas diferenças como: dependência não linear da carga da suspensão na posição vertical da roda no sistema pullrod, independência do movimento relativamente a uma direção no sistema push-rod, o sistema push-rod ter uma melhor ajustabilidade dos parâmetros da suspensão e por último, nas análises estáticas detetou-se algumas diferenças na propagação das forças pelos dois sistemas. Por fim, concluiu-se que a melhor opção para o sistema de suspensão do protótipo Formula Student é que o sistema de push-rod é o melhor para a dianteira do veículo, mas para a traseira o melhor sistema é o pull-rod. |
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