O comportamento de veículos terrestres submetidos ao impacto é de grande relevância na engenharia automobilística, existindo um volume considerável de trabalhos técnicos nesta área. O estudo deste tipo de problema empregando modelos de elementos finitos de casca é realizado com sucesso. No entanto, para certos tipos de estudos, como os de otimização estrutural, é exigida a possibilidade de criar modelos que, sem perder os aspectos essenciais do problema, permitam obter soluções em tempo computacional reduzido. Nesse contexto, pretende-se no trabalho proposto desenvolver uma metodologia para otimizar, empregando o método dos Algoritmos Genéticos, estruturas unifilares formadas por barras flexíveis e/ou rígidas unidas através de juntas não lineares. O ajuste da rigidez não linear das juntas esféricas e translacionais que simulam o comportamento dos elementos estruturais é obtido a partir da análise de modelos em elementos finitos de casca que capturam o comportamento do tubo de parede fina ou por métodos analiticos. A avaliação da segurança em veículos automotivos do tipo ônibus interurbano ainda não se encontra adequadamente regulamentada. Empresas nacionais do ramo da fabricação de carrocerias de ônibus têm procurado em normas internacionais, no apoio das empresas fornecedoras de chassi, em agências governamentais, tais como o INMETRO, IBAMA e DENATRAN, os subsídios para desenvolvimento de uma tecnologia própria para o projeto de suas estruturas. Uma avaliação da segurança dos ocupantes deste tipo de veículo deve ser um item importante a ser verificado. Este trabalho apresenta uma metodologia para avaliação da segurança de estruturas sob ação de impacto frontal e, a partir dela, propor alternativas para prover a estrutura do ônibus da capacidade de absorver toda a energia produzida durante o evento de impacto. / The behavior of vehicles under impact is great importance in automotive engineering with a considerable amount of technical work in this area. The study of this kind of problem using shell finite element models is used with success. However, for certain types of studies, such as structural optimization, requires the ability to create models that, without losing the essence of the problem, to obtain solutions in reduced computational time. In this context, the proposed work is intended to develop a methodology to optimize, using the method of genetic algorithms, single-line structures formed by flexible and/or stiff rods together by non-linear joints. The adjustment of nonlinear stiffness of the spherical and translational joints that simulate the behavior of structural elements is obtained from the analysis of shell finite element models that capture the behavior of thin-walled tube, or otherwise, for analytical methods. The assessment of security in automotive vehicles of the type intercity bus is not properly regulated. National companies in the business manufacture of bus bodies have sought to international standards, supply companies chassis, government agencies such as INMETRO, IBAMA and DENATRAN subsidies for development of a proprietary technology for the design of its structures. An evaluation of the safety of occupants of such vehicle shall be an important item to be checked. This work presents a methodology for assessing the safety of structures under frontal impact and from that one to propose alternatives to provide the bus structure capacity to absorb all energy produced during the impact event.

O comportamento de veículos terrestres submetidos ao impacto é de grande relevância na engenharia automobilística, existindo um volume considerável de trabalhos técnicos nesta área. O estudo deste tipo de problema empregando modelos de elementos finitos de casca é realizado com sucesso. No entanto, para certos tipos de estudos, como os de otimização estrutural, é exigida a possibilidade de criar modelos que, sem perder os aspectos essenciais do problema, permitam obter soluções em tempo computacional reduzido. Nesse contexto, pretende-se no trabalho proposto desenvolver uma metodologia para otimizar, empregando o método dos Algoritmos Genéticos, estruturas unifilares formadas por barras flexíveis e/ou rígidas unidas através de juntas não lineares. O ajuste da rigidez não linear das juntas esféricas e translacionais que simulam o comportamento dos elementos estruturais é obtido a partir da análise de modelos em elementos finitos de casca que capturam o comportamento do tubo de parede fina ou por métodos analiticos. A avaliação da segurança em veículos automotivos do tipo ônibus interurbano ainda não se encontra adequadamente regulamentada. Empresas nacionais do ramo da fabricação de carrocerias de ônibus têm procurado em normas internacionais, no apoio das empresas fornecedoras de chassi, em agências governamentais, tais como o INMETRO, IBAMA e DENATRAN, os subsídios para desenvolvimento de uma tecnologia própria para o projeto de suas estruturas. Uma avaliação da segurança dos ocupantes deste tipo de veículo deve ser um item importante a ser verificado. Este trabalho apresenta uma metodologia para avaliação da segurança de estruturas sob ação de impacto frontal e, a partir dela, propor alternativas para prover a estrutura do ônibus da capacidade de absorver toda a energia produzida durante o evento de impacto. / The behavior of vehicles under impact is great importance in automotive engineering with a considerable amount of technical work in this area. The study of this kind of problem using shell finite element models is used with success. However, for certain types of studies, such as structural optimization, requires the ability to create models that, without losing the essence of the problem, to obtain solutions in reduced computational time. In this context, the proposed work is intended to develop a methodology to optimize, using the method of genetic algorithms, single-line structures formed by flexible and/or stiff rods together by non-linear joints. The adjustment of nonlinear stiffness of the spherical and translational joints that simulate the behavior of structural elements is obtained from the analysis of shell finite element models that capture the behavior of thin-walled tube, or otherwise, for analytical methods. The assessment of security in automotive vehicles of the type intercity bus is not properly regulated. National companies in the business manufacture of bus bodies have sought to international standards, supply companies chassis, government agencies such as INMETRO, IBAMA and DENATRAN subsidies for development of a proprietary technology for the design of its structures. An evaluation of the safety of occupants of such vehicle shall be an important item to be checked. This work presents a methodology for assessing the safety of structures under frontal impact and from that one to propose alternatives to provide the bus structure capacity to absorb all energy produced during the impact event.

O comportamento de veículos terrestres submetidos ao impacto é de grande relevância na engenharia automobilística, existindo um volume considerável de trabalhos técnicos nesta área. O estudo deste tipo de problema empregando modelos de elementos finitos de casca é realizado com sucesso. No entanto, para certos tipos de estudos, como os de otimização estrutural, é exigida a possibilidade de criar modelos que, sem perder os aspectos essenciais do problema, permitam obter soluções em tempo computacional reduzido. Nesse contexto, pretende-se no trabalho proposto desenvolver uma metodologia para otimizar, empregando o método dos Algoritmos Genéticos, estruturas unifilares formadas por barras flexíveis e/ou rígidas unidas através de juntas não lineares. O ajuste da rigidez não linear das juntas esféricas e translacionais que simulam o comportamento dos elementos estruturais é obtido a partir da análise de modelos em elementos finitos de casca que capturam o comportamento do tubo de parede fina ou por métodos analiticos. A avaliação da segurança em veículos automotivos do tipo ônibus interurbano ainda não se encontra adequadamente regulamentada. Empresas nacionais do ramo da fabricação de carrocerias de ônibus têm procurado em normas internacionais, no apoio das empresas fornecedoras de chassi, em agências governamentais, tais como o INMETRO, IBAMA e DENATRAN, os subsídios para desenvolvimento de uma tecnologia própria para o projeto de suas estruturas. Uma avaliação da segurança dos ocupantes deste tipo de veículo deve ser um item importante a ser verificado. Este trabalho apresenta uma metodologia para avaliação da segurança de estruturas sob ação de impacto frontal e, a partir dela, propor alternativas para prover a estrutura do ônibus da capacidade de absorver toda a energia produzida durante o evento de impacto. / The behavior of vehicles under impact is great importance in automotive engineering with a considerable amount of technical work in this area. The study of this kind of problem using shell finite element models is used with success. However, for certain types of studies, such as structural optimization, requires the ability to create models that, without losing the essence of the problem, to obtain solutions in reduced computational time. In this context, the proposed work is intended to develop a methodology to optimize, using the method of genetic algorithms, single-line structures formed by flexible and/or stiff rods together by non-linear joints. The adjustment of nonlinear stiffness of the spherical and translational joints that simulate the behavior of structural elements is obtained from the analysis of shell finite element models that capture the behavior of thin-walled tube, or otherwise, for analytical methods. The assessment of security in automotive vehicles of the type intercity bus is not properly regulated. National companies in the business manufacture of bus bodies have sought to international standards, supply companies chassis, government agencies such as INMETRO, IBAMA and DENATRAN subsidies for development of a proprietary technology for the design of its structures. An evaluation of the safety of occupants of such vehicle shall be an important item to be checked. This work presents a methodology for assessing the safety of structures under frontal impact and from that one to propose alternatives to provide the bus structure capacity to absorb all energy produced during the impact event.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resumo - Alessandro.pdf: 35986 bytes, checksum: 64527c70f5220aac3e4860e883de96f7 (MD5) Previous issue date: 2014-08-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Carbon steel is among the most widely used materials in manufacturing metallic structures in the world, due to its low cost and good physical and mechanical properties. However, steel is the metal that suffers the greatest corrosive impact among building materials. Carbon steel corrosion is one of the biggest factors of structural degradation in the world. One of the applications for carbon steel is manufacturing bus bodies, whereas steel is used in making the frame and body components. Steel has always attracted interest in its use, but this material has always been susceptible to corrosive degradation compromising its properties. In many studies, researchers have presented alternatives to slow down the corrosion process and thus extend the life of metal components. The purpose of this work has been to study the corrosion of unpainted and painting galvanized steel plates, similar to components used in bus bodies, thus seeking to analyze the influence of painting on the corrosion resistance in galvanized steel. The test specimens were prepared using the 1020 steel ZAR230 specimens in the Albrecht Equipamentos Industriais Company from specimens donated by ArcelorMittal Vega do Sul. The specimens were prepared and painted with galvanic corrosion primer paint at the Gabivel Honda dealership purchased from the WEG tintas Company. The specimens were cleaned and sorted into three types, without painting, one coat of paint, and two coats of paint. The specimens were then weighed and measured, and the coats of paint were analyzed for thickness and adhesion. Then the specimens were placed in a laboratory machine donated by Schultz S / A. They salt sprayed for accelerated testing and cyclic corrosion and subjected to testing for 480 hours. We also conducted accelerated corrosion tests by immersion in saline solution for 1032 hours. Throughout the tests, the specimens were visually examined and upon completion these specimens underwent cleaning and weighing, for visual analysis and mass loss. The corrosion in the specimens caused corrosive pitting and corrosive scaling. The painted specimens displayed a higher corrosion resistance compared to unpainted specimens. The red oxidation and mass loss were higher in unpainted specimens. / Dentre os materiais mais utilizados na confecção de estruturas pelo mundo, o aço carbono se destaca pelo seu baixo custo e boas propriedades físicas e mecânicas. Contudo, o aço é o metal que mais sofre com a corrosão dentre os materiais de construção. A corrosão do aço carbono é um dos maiores fatores de degradação das estruturas no mundo. Uma das aplicações do aço carbono é na fabricação de carrocerias de ônibus, onde o aço é utilizado na confecção da estrutura e dos componentes da carroceria. O aço sempre despertou interesse em sua utilização, porém este material sempre foi susceptível a degradação pela corrosão o que acaba por comprometer suas propriedades. Em muitos trabalhos, os pesquisadores vêm apresentando alternativas para retardar o processo corrosivo e assim prolongar a vida útil de componentes metálicos. O presente trabalho teve por objetivo estudar a corrosão de chapas de aço galvanizado sem pintura e com pintura anticorrosiva, similares aos componentes utilizados em carrocerias de ônibus, buscando assim analisar a influência da pintura na resistência à corrosão do aço galvanizado. Os corpos de prova foram confeccionados na empresa Albrecht Equipamentos Industriais, a partir de amostras doadas pela ArcelorMittal Vega do Sul, sendo estas amostras de aço 1020 tipo ZAR230. Os corpos de prova foram preparados e pintados na Concessionária Honda Gabivel com a tinta primer anticorrosiva galvânica adquirida na empresa WEG tintas. As amostras foram limpas e separadas em três tipos, sem pintura, com uma camada de pintura e com duas camadas de pintura. Os corpos de prova foram então pesados e dimensionados, e suas camadas de pintura analisadas quanto à espessura e aderência. Em seguida as amostras foram posicionadas em máquina de ensaio acelerado e cíclico de corrosão acelerada por névoa salina, no laboratório cedido pela Schultz S/A, e submetidos ao ensaio por 480 horas. Foram realizados ainda, ensaios acelerados de corrosão por imersão em solução salina por 1032 horas. Ao longo dos ensaios, os corpos de prova foram analisados visualmente e após a finalização destes foram submetidos à limpeza e pesagem, para análise visual e de perda de massa. A corrosão presente nas amostras foi do tipo corrosão por pite e corrosão por placas. As amostras, com pintura, apresentaram uma maior resistência à corrosão em relação ás amostras sem pintura. A oxidação vermelha e a perda de massa foram maiores nos corpos de prova sem pintura.