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MODELAMENTO DA ESTRUTURA DO MINI-BAJA

Selma Hissae Shimura da NbregaJos Daniel Diniz MeloDepartamento de Engenharia MecnicaCentro de TecnologiaUniversidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN

Petrus Gorgnio Bulhes da NbregaDepartamento de ArquiteturaCentro de TecnologiaUniversidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN

INTRODUO

cada vez mais freqente, na anlise de estruturas em engenharia, a utilizao de cdigoscomputacionais integrados contemplando os sistemas conhecidos como CAD/CAM (Computer AidedDesign / Computer Aided Manufacturing). A geometria da estrutura a ser avaliada, as condiesde carregamento e as vinculaes, entre outros parmetros, so introduzidos por intermdio de"softwares" especficos.

A definio do modelo adequado de anlise uma etapa muito importante do processo de clculoe est intimamente relacionada experincia profissional do engenheiro responsvel pela anlise.Em outras palavras, para prever de forma satisfatria e confivel a resposta de um problemafsico, o engenheiro deve definir uma seqncia de modelos com graus crescentes decomplexidade de forma que os de maior hierarquia ou grau de complexidade permitam preverrespostas que no poderiam ser obtidas em modelos anteriores a estes. A experincia doengenheiro o auxiliar na deciso de analisar a srie de modelos, ou ento suprimir alguns deles,buscando avaliar apenas aqueles cujas respostas so de interesse.Estas concluses podem ser expandidas, agora, na discusso dos modelos matemticos aplicveisa estrutura do Mini-Baja, veculo de quatro rodas capaz de trafegar em quaisquer condies deterreno, idealizado para competies esportivas e fins recreativos.O interesse em desenvolver estudos em veculos com esta caracterstica, possuindo um ou doislugares e estrutura simples, decorre do fato de na regio Nordeste, mais especificamente nacidade de Natal-RN, estes poderem ser utilizados como entretenimento para o turista e, nas reasrurais, poderem ser empregados como meio de transporte econmico. Outro grande motivador paraeste projeto tem sido a competio de Mini-Bajas promovido pela SAE INTERNATIONAL -Sociedade de Engenheiros Automotivos.Com este veculo, a UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, atravs do seudepartamento de Engenharia Mecnica, vm participando das competies desde 1996. Suatrajetria tem sido um sucesso. Em 1996, participou com apenas uma equipe, obtendo o 7 lugargeral no confronto dos 18 participantes. Em 1997, a UFRN participou com trs equipes,conquistando o 3, o 7 e o 16 lugares, entre 48 participantes. Em 1998, duas equipes obtiveramo 1 e o 7 lugares, entre 56 participantes. A vencedora, equipe Car-kar (figura 1), competiu

ento no encontro internacional da categoria em Wisconsin - EUA, alcanando o brilhante 1lugar. Foi a primeira vez, em 26 anos de existncia da competio, que uma equipe no norte-americana venceu este evento.

Figura 1. Mini-Baja da equipe Car-kar

METODOLOGIA

Atravs da anlise estrutural do veculo por mtodos computacionais, pretende-se obter umveculo com maior grau de segurana, menor peso e economia de custos. Utiliza-se, para este fim,

o cdigo de anlise estrutural baseado em Elementos Finitos denominado ADINA (AutomaticDynamic Incremental Nonlinear Analysis).O modelo matemtico inicialmente escolhido para a anlise do mini-baja (a estrutura do cockpit ilustrada na figura 2) foi o modelo de viga. Este apresentado na figura 3.

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Figura 2. Estrutura do chassis e do cockpit

Figura 3. Modelo de viga do Mini-Baja.

A figura 4 a seguir mostra a estrutura deformada resultante da anlise esttica-equivalente aoconsiderar-se o impacto sobre o veculo quando este cai, durante a manobra do enduro, de umaaltura de 1,5 m.

Figura 4. Modelo da estrutura e sua deformada.Obs.: escala de deslocamento ampliada em 20 vezes.

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CONCLUSES

Para o modelamento estrutural do Mini-Baja, o modelo de viga foi o utilizado para uma anliseglobal do comportamento da estrutura. Ademais, observa-se regies de interligao de tubos quepodem promover altas concentraes de tenso. Estas regies devem ser analisadas utilizandomodelos de casca ou modelos slidos tridimensionais.Alm da estrutura bsica apresentada na figura 2, h outros pontos de interesse e que seroobjetos de anlises futuras. Citam-se: o sistema de suspenso dianteiro (figura 5) e traseiro

(figura 6), os pontos de articulao destes com a estrutura, entre outros.

Figura 5. Sistema de suspenso dianteiro.

Figura 6. Sistema de suspenso traseiro.

BIBLIOGRAFIA

[1] - Design Report Car-kar Team. 1998 Midwest Mini-Baja Competition.[2] - Bathe, K. J. Finite Element Procedures. Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1996. cap.1.[3] - ADINA User Interface - Users Guide, ADINA R & D, Inc., Oct / 1996.