Orientador: Franco Giuseppe Dedini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-17T17:46:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_LudmilaCorreaAlkmine_D.pdf: 6413492 bytes, checksum: 8a07a3a7a3d0737b4eb13c9f02f909e2 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Neste trabalho foi estudada a modelagem do contato roda-piso e a teoria de controle de uma cadeira de rodas. Logo, para complementar os testes e estudos, foi desenvolvido um laboratório virtual objetivando o estudo da dinâmica veicular e da modelagem do contato roda-piso. Esse laboratório, criado em programas multicorpos como o Working Model 2D ® e o MSC Adams?, foi usado para a visualização do comportamento dinâmico de uma cadeira de rodas em diversas situações. Nesta aplicação, observa-se que as características dos pneus são alguns dos parâmetros mais importantes da modelagem do contato roda-piso de um veículo. Deste modo, para a obtenção desses parâmetros foi construída uma bancada experimental. Esta bancada experimental é constituída basicamente de uma mesa fixada por células de cargas e uma estrutura onde a roda é presa. Vários testes experimentais foram propostos e os parâmetros, ou seja, as características do pneu foram levantados, implementados e comparados entre si, através de imagens e gráficos. Para o estudo da teoria de controle, foi construído um protótipo funcional de uma cadeira de rodas motorizada no qual o principal objetivo é seguir uma linha desenhada no chão. A utilização de sensores, microcontroladores e estratégias de controle foram necessárias a fim de atingir este alvo. Diferentes tipos de controle robusto foram simulados levando em consideração as características do pneu e o controlador PID foi implementado no protótipo funcional apresentando resultado satisfatórios ao seguir uma trilha desenhada no chão / Abstract: In this work was studied the model of the contact between the tire and the ground and the control theory of a wheelchair. Thus, for the tests and studies was developed a virtual laboratory for the dynamic vehicle and the contact between tire and ground model. This laboratory was created in a multibody program as Working Model 2D® and MSC Adams®, also was used to visualize the dynamic behavior of a wheelchair in various situations. The characteristics of tires are the most important parameters of the contact between ground and tire, so for that an experimental device was built. This test rig consists basically of a table fixed by the load cells and a structure where the wheel is attached. Several experimental tests have been proposed and the parameters or the characteristics of a tire were investigated, compared and implemented with each other by images and graphs. For the control theory was built a prototype of a electric wheelchair in which the main objective is to follow a path drawn on the floor. For this goal was necessary to use sensors, microcontrollers and control strategies as a PID / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Mauricio Vicente Donadon / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-19T06:12:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_MarcosAugustoAzevedodos_M.pdf: 10750432 bytes, checksum: 34498e6ae857842760b5a562b4e58bc8 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho consiste em analisar de forma dinâmica, via elementos finitos (FEA), um radiador de água utilizado em um veículo comercial pesado, com capacidade de carga acima de 22 toneladas e motorização acima de 220 cavalos vapor (cv), com foco específico no suporte lateral do radiador, responsável por fixar o conjunto de arrefecimento (radiador de água e radiador de ar) à longarina do caminhão. A análise baseia-se em dados coletados no campo de prova do cliente em questão e replicados à peça atual, a qual já passou por todos os testes de validação como bancada de vibração em três eixos ("hydro-pulse") e rodagem no campo de prova - rota de durabilidade com 35.204Km. Tendo como resultado do FEA aprovado, propor-se-á uma nova espessura de suporte de fixação, visando o limite da redução sem comprometer a vida em fadiga. Um modelamento simplificado do radiador será feito para que seja possível otimizar e reduzir o tempo de simulação, permitindo propor uma eventual mudança no conceito de análise de elementos finitos da empresa. Neste trabalho também será focado na vida em fadiga, estudando referências bibliográficas que suportarão o conceito para análise de durabilidade do componente em questão. Por se tratar de uma dissertação de Mestrado Profissional e o intuito final será replicar o conhecimento dentro da Behr Brasil, empresa que apóia este trabalho (um maior foco será dado abaixo), faremos uma correlação entre a metodologia atual utilizada na companhia e esta aqui empregada / Abstract: This job consists in analyzing dynamically, through Finite Elements (FEA), a water radiator used in heavy duty truck, with load capacity over 22 tons and engine with over 220 horse Power (HP), with a specific focus on the side bracket, which is used to fix the cooling module (water radiator and charge air cooler) into the truck chassis. The analysis is based on data gathered on customer's proving ground and replied to the current part, which has already passed through all validation tests, such as the 3 axis test bench ("hydro-pulse") and field test - durability route with 35.204Km. Having the FEA result validated a new side bracket thickness will be proposed, looking for the reduction without compromise the fatigue life expectation. A simplified model of the water radiator will be made, in order to optimize and reduce the simulation time, allowing eventually a concept change from the company's finite elements analysis methodology. In this job fatigue life expectation will be also addressed. The study will be based on references that allow the component durability analysis. For being a professional master, the expected final results consist of replying the learned knowledge inside the Behr Brasil Company (a deeper focus on the company will be given later), as well as the correlation between the current methodology used in the company and the one used in the present study / Mestrado / Dinâmica / Mestre em Engenharia Automobilistica

This work presents an investigation into the parameter estimation of suspension components and the vertical motions of wheeled vehicles from experimental data. The estimation problems considered were for suspension dampers, a single wheel station and a full vehicle. Using conventional methods (gradient-based (GB), Downhill Simplex (DS)) and stochastic methods (Genetic Algorithm (GA) and Differential Evolution (DE)), three major problems were encountered. These were concerned with the ability and consistency of finding the global optimum solution, time consumption in the estimation process, and the difficulties in setting the algorithm's control parameters. To overcome these problems, a new technique named the discrete variable Hybrid Differential Evolution (dvHDE) method is presented. The new dvHDE method employs an integer-encoding technique and treats all parameters involved in the same unified way as discrete variables, and embeds two mechanisms that can be used to deal with convergence difficulties and reduce the time consumed in the optimisation process. The dvHDE algorithm has been validated against the conventional GB, DS and DE techniques and was shown to be more efficient and effective in all but the simplest cases. Its robustness was demonstrated by its application to a number of vehicle related problems of increasing complexity. These include case studies involving parameter estimation using experimental data from tests on automotive dampers, a single wheel station and a full vehicle. The investigation has shown that the proposed dvHDE method, when compared to the other methods, was the best for finding the global optimum solutions in a short time. It is recommended for nonlinear vehicle suspension models and other similar systems.