Esta Tese propõe uma nova ferramenta para Otimização Robusta Multiobjetivo por Análise de Intervalo Não Probabilística (Non-probabilistic Interval Analysis for Multiobjective Robust Design Optimization ou NPIA-MORDO). A ferramenta desenvolvida visa à otimização dos parâmetros concentrados de suspensão em um modelo veicular completo, submetido a uma manobra direcional percorrendo diferentes perfis de pista, a fim de garantir maior conforto e segurança ao motorista. O modelo multicorpo possui 15 graus de liberdade (15-GDL), dentre os quais onze pertencem ao veículo e assento, e quatro, ao modelo biodinâmico do motorista. A função multiobjetivo é composta por objetivos conflitantes e as suas tolerâncias, como a raiz do valor quadrático médio (root mean square ou RMS) da aceleração lateral e da aceleração vertical do assento do motorista, desenvolvidas durante a manobra de dupla troca de faixa (Double Lane Change ou DLC). O curso da suspensão e a aderência dos pneus à pista são tratados como restrições do problema de otimização. As incertezas são quantificadas no comportamento do sistema pela análise de intervalo não probabilística, por intermédio do Método dos Níveis de Corte-α (α-Cut Levels) para o nível α zero (de maior dispersão), e realizada concomitantemente ao processo de otimização multiobjetivo. Essas incertezas são aplicáveis tanto nos parâmetros do problema quanto nas variáveis de projeto. Para fins de validação do modelo, desenvolvido em ambiente MATLAB®, a trajetória do centro de gravidade da carroceria durante a manobra é comparada com o software CARSIM®, assim como as forças laterais e verticais dos pneus. Os resultados obtidos são exibidos em diversos gráficos a partir da fronteira de Pareto entre os múltiplos objetivos do modelo avaliado Os indivíduos da fronteira de Pareto satisfazem as condições do problema, e a função multiobjetivo obtida pela agregação dos múltiplos objetivos resulta em uma diferença de 1,66% entre os indivíduos com o menor e o maior valor agregado obtido. A partir das variáveis de projeto do melhor indivíduo da fronteira, gráficos são gerados para cada grau de liberdade do modelo, ilustrando o histórico dos deslocamentos, velocidades e acelerações. Para esse caso, a aceleração RMS vertical no assento do motorista é de 1,041 m/s² e a sua tolerância é de 0,631 m/s². Já a aceleração RMS lateral no assento do motorista é de 1,908 m/s² e a sua tolerância é de 0,168 m/s². Os resultados obtidos pelo NPIA-MORDO confirmam que é possível agregar as incertezas dos parâmetros e das variáveis de projeto à medida que se realiza a otimização externa, evitando a necessidade de análises posteriores de propagação de incertezas. A análise de intervalo não probabilística empregada pela ferramenta é uma alternativa viável de medida de dispersão se comparada com o desvio padrão, por não utilizar uma função de distribuição de probabilidades prévia e por aproximar-se da realidade na indústria automotiva, onde as tolerâncias são preferencialmente utilizadas. / This thesis proposes the development of a new tool for Non-probabilistic Interval Analysis for Multi-objective Robust Design Optimization (NPIA-MORDO). The developed tool aims at optimizing the lumped parameters of suspension in a full vehicle model, subjected to a double-lane change (DLC) maneuver throughout different random road profiles, to ensure comfort and safety to the driver. The multi-body model has 15 degrees of freedom (15-DOF) where 11-DOF represents the vehicle and its seat and 4-DOF represents the driver's biodynamic model. A multi-objective function is composed by conflicted objectives and their tolerances, like the root mean square (RMS) lateral and vertical acceleration in the driver’s seat, both generated during the double-lane change maneuver. The suspension working space and the road holding capacity are used as constraints for the optimization problem. On the other hand, the uncertainties in the system are quantified using a non-probabilistic interval analysis with the α-Cut Levels Method for zero α-level (the most uncertainty one), performed concurrently in the multi-objective optimization process. These uncertainties are both applied to the system parameters and design variables to ensure the robustness in results. For purposes of validation in the model, developed in MATLAB®, the path of the car’s body center of gravity during the maneuver is compared with the commercial software CARSIM®, as well as the lateral and vertical forces from the tires. The results are showed in many graphics obtained from the Pareto front between the multiple conflicting objectives of the evaluated model. The obtained solutions from the Pareto Front satisfy the conditions of the evaluated problem, and the aggregated multi-objective function results in a difference of 1.66% for the worst to the best solution. From the design variables of the best solution choose from the Pareto front, graphics are created for each degree of freedom, showing the time histories for displacements, velocities and accelerations. In this particular case, the RMS vertical acceleration in the driver’s seat is 1.041 m/s² and its tolerance is 0.631 m/s², but the RMS lateral acceleration in the driver’s seat is 1.908 m/s² and its tolerance is 0.168 m/s². The overall results obtained from NPIA-MORDO assure that is possible take into account the uncertainties from the system parameters and design variables as the external optimization loop is performed, reducing the efforts in subsequent evaluations. The non-probabilistic interval analysis performed by the proposed tool is a feasible choice to evaluate the uncertainty if compared to the standard deviation, because there is no need of previous well-known based probability distribution and because it reaches the practical needs from the automotive industry, where the tolerances are preferable.

[pt] Modelagem e Controle Não Linear de um Veículo Terrestre sobre Suspensão descreve um estudo em dinâmica veicular no qual inicialmente apresenta-se um modelo analítico para representar a geração de forças longitudinais e laterais no contato do pneu com o solo. Em seguida é desenvolvido, para um automóvel de passeio terrestre sobre suspensão, um modelo não linear de 4 graus de liberdade (velocidades longitudinal, lateral, de guinada e de rolagem), e a sua linearização. Expande-se esse modelo para um de 8 graus de liberdade, no qual inclui-se o movimento de rotação axial de cada uma das quatro rodas, e consideram-se os movimentos do veículo somente no plano, sem efeitos de pitch ou bounce, mas apresentando alguma relação de distribuição de cargas devido ao roll. Descrevem-se ainda modelos em Grafos de Ligação para os três dinâmicas de um veículo terrestre (longitudinal, lateral e vertical) e seus acoplamentos, visando futuras análises mais detalhadas desse sistema. Todos os modelos em malha aberta são validados através simulações computacionais em diversas condições típicas de operação. Na segunda parte desse trabalho é apresentada a estratégia proposta para o tratamento do problema de controle direcional do veículo em uma manobra qualquer, empregando a metodologia da linearização por realimentação, tendo como base o modelo linear de 4 graus de liberdade. São analisados os resultados encontrados através de simulação computacional para a malha fechada com diferentes combinações de parâmetros, empregando os modelos não lineares de 4 e 8 graus de liberdade. Conclui-se discutindo a possibilidade de generalização deste procedimento para diferentes aplicações em Dinâmica Veicular. / [en] Modeling and Non Linear Control of a Ground Vehicle's Steering describles a study in vehicle dynamics, which presents an analytic model representing the generation of longitudinal and lateral forces at the contact patch between tire and ground. Next it is developed, for a typical passenger car, a non-linear model with four degrees of freedom (longitudinal, lateral, yaw and roll velocities), and its linearization. This model is then expanded to another one with eight degrees of freedom, which includes the axial rotation of each one of the four wheels, and considers the vehicle's movement only at a known plane, whithoud pitch and bounce effects, but including some load distribution among the wheels, due to roll. Computational simulation in varius typical operation condition validate all open loop models. The second part of this work presents the proposed strategy for directional control of a vehicle at any type of manoeuvre, using the feedback linearization methodology, directly applied to the linear four degrees of freedom model. Theresults obtained trhough computational simulation for a closed loop model with different parameters are analysed using both nonlinear four and eight degrees of freedom models. The possibility of generalizing this procedure to distinct applications in Vehicle Dynamics is, then, discussed.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CelitonS.pdf: 1872654 bytes, checksum: 0e3a2fa3a25b2b0d3f6314fb9f1b6ab9 (MD5) Previous issue date: 2009-07-13 / The vehicles are the main mobile sources of carbon monoxide (CO) and unburned hydrocarbons (HC) released into the atmosphere. In the last years the increment of the fleet of vehicles in the municipal district of Natal-RN it is contributing to the increase of the emissions of those pollutants. The study consisted of a statistical analysis of the emissions of CO and HC of a composed sample for 384 vehicles with mechanization Gasoline/CNG or Alcohol/Gasoline/CNG of the municipal district of Natal-RN. The tests were accomplished in vehicles submitted to Vehicular Safety's Inspection, in the facilities of INSPETRANS, Organism of Vehicular Inspection. An partial gases analyzer allowed to measure, for each vehicle, the levels of CO and HC in two conditions of rotation of the motor (900 and 2500 rpm). The statistical analysis accomplished through the STATISTICA software revealed a sensitive reduction in the efficiency of the converters catalytic after 6 years of use with emission average it is of 0,78% of CO and 156 (ppm) of HC, Which represents approximately 4 (four) times the amount of CO and the double of HC in comparison with the newest vehicles. The result of a Student s t-test, suggests strongly that the average of the emissions of HC (152 ppm), at 900 rpm, is 40% larger than at 2500 rpm, for the motor without load. This result reveals that the efficiency of the catalytic conversion is limited kinetically in low engine speeds. The Study also ends that when comparing the emissions of CO and HC considering the influence of the fuels, it was verified that although the emissions of CO starting from CNG are 62% smaller than arising from the gasoline, there are not significant differences among the emissions of HC originating from of CNG and of the gasoline. In synthesis, the results place the current criteria of vehicular inspection, for exhaust gases, in doubt, leading the creation of emission limits of pollutant more rigorous, because the efficiency of the converters catalytic is sensibly reduced starting from 6 years of use. It is also raised the possibility of modifications in the test conditions adopted by the current norms, specifically in the speed engine, have seen that in the condition without load the largest emission indexes were registered in slow march. That fact that allows to suggest the dismissal of the tests in high speed engine, reducing the time of inspection in half and generating economy of fuel / Os ve?culos automotores s?o as principais fontes m?veis de Mon?xido de Carbono (CO) e Hidrocarbonetos n?o queimados (HC) lan?ados na atmosfera. Nos ?ltimos anos o acr?scimo da frota de ve?culos no munic?pio de Natal-RN vem contribuindo para o aumento das emiss?es desses gases poluentes. O estudo consistiu de uma an?lise estat?stica das emiss?es de CO e HC de uma amostra composta por 384 ve?culos com motoriza??o a Gasolina/GNV ou ?lcool/Gasolina/GNV do munic?pio de Natal-RN. Os testes foram realizados em ve?culos submetidos ? Inspe??o de Seguran?a Veicular, nas instala??es do INSPETRANS, Organismo de Inspe??o Veicular. Um analisador de gases parcial permitiu medir, para cada ve?culo, os n?veis de CO e HC em duas condi??es de rota??o do motor (900 e 2500 rpm). A an?lise estat?stica realizada por meio do software STATISTICA revelou uma sens?vel redu??o na efici?ncia dos conversores catal?ticos ap?s 6 anos de uso com a emiss?o m?dia de 0,78 % de CO e 156 (ppm) de HC, o que representa aproximadamente 4 (quatro) vezes a quantidade de CO e o dobro de HC em compara??o com os ve?culos mais novos. O resultado de um Teste-T de Student sugere fortemente que a m?dia das emiss?es de HC (152 ppm), a 900 rpm, ? 40% maior que a 2500 rpm, para o motor sem carga. Esse resultado revela que a efici?ncia da convers?o catal?tica ? limitada cineticamente em baixas rota??es. O Estudo conclui tamb?m que ao comparar as emiss?es de CO e HC, considerando a influ?ncia dos combust?veis, verificou-se que embora as emiss?es de CO a partir do GNV sejam 62% menores do que a partir da gasolina, n?o h? diferen?as significativa entre as emiss?es de HC oriundas do GNV e da gasolina. Em s?ntese, os resultados colocam os atuais crit?rios de inspe??o veicular, para gases da exaust?o, em d?vida, conduzindo a cria??o de limites de emiss?o de poluentes mais rigorosos, visto que a efici?ncia dos conversores catal?ticos ? sensivelmente reduzida a partir de 6 anos de uso. Suscita-se tamb?m a possibilidade de modifica??es nas condi??es de teste adotadas pelas normas atuais, especificamente na rota??o do motor, haja vista que na condi??o sem carga os maiores ?ndices de emiss?o foram registrados em marcha lenta. De ante disso, sugere-se a dispensa dos testes em altas rota??es, reduzindo ? metade o tempo de inspe??o e gerando economia de combust?vel

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HerminioPB.pdf: 3768069 bytes, checksum: 694372597a20b234c0403ab08b7bc801 (MD5) Previous issue date: 2005-11-11 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The fast urban occupation of Brazil, mainly from the last decade of 50, a sensible degradation of the quality of the air generated mainly for the activities was verified human beings associates to industrialization. From the past years, the situation has gotten worst in function of the increment of the fleet of vehicles in circulation in the great cities. Being these, in the city of Natal-RN, the ones that offer the biggest contributions to the atmospheric pollution. For atmospheric air to be a finite natural resources, indispensable and essential to the maintenance of the life in the land, is necessary to the implementation of action to improve its quality and to protect the health of the population. With the objective to study relative aspects to the characteristics of vehicles in use, the present study it searchs to analyze the levels of emissions of gases generated for vehicles converted bi-fuels into the modalities: natural gas (GNV), gasoline and alcohol, inspected for ends of register and together licensing to the State Department of Transit. One used the data gotten from inspections carried through for the company System Specialized in Inspection To propagate, in the city of the Natal-RN, capital of the State of Rio Grande do Norte, between 14 of November of 2003 and 30 of December of 2004. The analyzed parameters are established in the resolution n? 07/93 CONAMA. Of a total of 1.517 inspected vehicles, a average of 15,2% of failed was gotten, or either, that they emit levels of pollution above of the limits established for the legislation, below of the national average that is of 20,0%. The analysis of the data discloses that 7.3% of the fleet are converted the GNV; the growth of vehicles converted the GNV into the city is gradual, with a average of increment in last the 4 years of 23,3%; it has a vehicle predominance that has as combustible original to the gasoline (88,2%); the inspected fleet has average age of 8 years of use, considered young for the Brazilian standards, except for the moved one to the alcohol (average of use of 15 years). Moreover, the type of fuel is not the main parameter to define the indices of emissions; the age of the fleet is the parameter most important when emission is analyzed to propagate; the gas that more generates failed in the inspections is the corrected carbon monoxide; the vehicles generate higher indices of emissions in idling for all the fuels; the presence of the catalyser was not reflected, as it expected, in the reduction of emissions of gases toxic, however when analyzed according to year of manufacture, it was observed that for the vehicles manufactured between 1997 and 2004, reduction of 46,0% in the failed of the vehicles equipped with catalyser was gotten. In conclusion, the fleet of the studied sample, in average terms, takes care of to the requirements of Resolution CONAMA n? 07/93. The results gotten for the present study can subsidize action of public administrations that aim at to the improvement and the maintenance of the quality of air in the city of Natal-RN, as, for example, to implant a net of monitoramento of the quality of air / Com a r?pida ocupa??o urbana do Brasil, notadamente a partir da ?ltima d?cada de 50, verificou-se uma sens?vel degrada??o da qualidade do ar gerada principalmente pelas atividades humanas associadas ? industrializa??o. Ao longo dos anos, esta situa??o tem se agravado em fun??o do incremento da frota de ve?culos automotores em circula??o nas grandes cidades. Sendo estes, na cidade de Natal-RN, os que oferecem as maiores contribui??es ? polui??o atmosf?rica. Pelo ar atmosf?rico ser um recurso natural finito, indispens?vel e essencial ? manuten??o da vida na terra, ? necess?ria ? implementa??o de a??es para melhorar sua qualidade e proteger a sa?de da popula??o. Com o objetivo de estudar aspectos relativos as caracter?sticas de ve?culos automotores em uso, o presente estudo busca analisar os n?veis de emiss?es de gases gerados por ve?culos automotores convertidos a bi-combust?veis nas modalidades: G?s Natural Veicular, Gasolina e ?lcool, inspecionados para fins de registro e licenciamento junto ao Departamento Estadual de Tr?nsito do Rio Grande do Norte. Utilizaram-se os dados obtidos a partir de inspe??es realizadas pela empresa Sistema Especializado em Inspe??o Veicular, na cidade do Natal, capital do Rio Grande do Norte, entre os dias 14 de novembro de 2003 e 30 de dezembro de 2004. Os par?metros analisados foram os estabelecidos na resolu??o n? 07/93 CONAMA. De um total de 1.517 ve?culos inspecionados, obteve-se uma m?dia de 15,2% de reprova??o, ou seja, que emitem n?veis de polui??o acima dos limites estabelecidos pela legisla??o, abaixo da m?dia nacional que ? de 20,0%. A an?lise dos dados revela que 7,3% da frota ? convertida a GNV; o crescimento da frota de ve?culos convertidos a GNV na cidade, ? progressivo, com uma m?dia de incremento nos ?ltimos 4 anos de 23,3%; h? um predom?nio de ve?culos que t?m como combust?vel original a gasolina (88,2%); a frota inspecionada tem idade m?dia de 8 anos de uso, considerada jovem para os padr?es brasileiros, exceto para a movida ? ?lcool (m?dia de uso 15 anos). Al?m disso, tipo de combust?vel n?o ? o principal par?metro para se definir os ?ndices de emiss?es; a idade da frota ? o par?metro mais importante quando se analisa emiss?o veicular; o g?s que mais gera reprova??o nas inspe??es ? o mon?xido de carbono corrigido; os ve?culos geram ?ndices mais elevados de emiss?es em marcha lenta para todos os combust?veis; a presen?a do catalisador n?o se refletiu, como se esperava, na redu??o de emiss?es de gases t?xicos, por?m quando analisado segundo o ano de fabrica??o, observou-se que para os ve?culos fabricados entre 1997 e 2004, houve uma redu??o de 46,0% nas reprova??es dos ve?culos equipados com catalisador. Em conclus?o, a frota estudada em m?dia atende as exig?ncias da Resolu??o CONAMA n? 07/93. Os resultados apresentados no presente estudo podem subsidiar a??es de gest?es p?blicas que visem ? melhoria e a manuten??o da qualidade do ar na cidade de Natal, como, por exemplo, implantar uma rede de monitoramento da qualidade do ar

Esta Tese propõe uma nova ferramenta para Otimização Robusta Multiobjetivo por Análise de Intervalo Não Probabilística (Non-probabilistic Interval Analysis for Multiobjective Robust Design Optimization ou NPIA-MORDO). A ferramenta desenvolvida visa à otimização dos parâmetros concentrados de suspensão em um modelo veicular completo, submetido a uma manobra direcional percorrendo diferentes perfis de pista, a fim de garantir maior conforto e segurança ao motorista. O modelo multicorpo possui 15 graus de liberdade (15-GDL), dentre os quais onze pertencem ao veículo e assento, e quatro, ao modelo biodinâmico do motorista. A função multiobjetivo é composta por objetivos conflitantes e as suas tolerâncias, como a raiz do valor quadrático médio (root mean square ou RMS) da aceleração lateral e da aceleração vertical do assento do motorista, desenvolvidas durante a manobra de dupla troca de faixa (Double Lane Change ou DLC). O curso da suspensão e a aderência dos pneus à pista são tratados como restrições do problema de otimização. As incertezas são quantificadas no comportamento do sistema pela análise de intervalo não probabilística, por intermédio do Método dos Níveis de Corte-α (α-Cut Levels) para o nível α zero (de maior dispersão), e realizada concomitantemente ao processo de otimização multiobjetivo. Essas incertezas são aplicáveis tanto nos parâmetros do problema quanto nas variáveis de projeto. Para fins de validação do modelo, desenvolvido em ambiente MATLAB®, a trajetória do centro de gravidade da carroceria durante a manobra é comparada com o software CARSIM®, assim como as forças laterais e verticais dos pneus. Os resultados obtidos são exibidos em diversos gráficos a partir da fronteira de Pareto entre os múltiplos objetivos do modelo avaliado Os indivíduos da fronteira de Pareto satisfazem as condições do problema, e a função multiobjetivo obtida pela agregação dos múltiplos objetivos resulta em uma diferença de 1,66% entre os indivíduos com o menor e o maior valor agregado obtido. A partir das variáveis de projeto do melhor indivíduo da fronteira, gráficos são gerados para cada grau de liberdade do modelo, ilustrando o histórico dos deslocamentos, velocidades e acelerações. Para esse caso, a aceleração RMS vertical no assento do motorista é de 1,041 m/s² e a sua tolerância é de 0,631 m/s². Já a aceleração RMS lateral no assento do motorista é de 1,908 m/s² e a sua tolerância é de 0,168 m/s². Os resultados obtidos pelo NPIA-MORDO confirmam que é possível agregar as incertezas dos parâmetros e das variáveis de projeto à medida que se realiza a otimização externa, evitando a necessidade de análises posteriores de propagação de incertezas. A análise de intervalo não probabilística empregada pela ferramenta é uma alternativa viável de medida de dispersão se comparada com o desvio padrão, por não utilizar uma função de distribuição de probabilidades prévia e por aproximar-se da realidade na indústria automotiva, onde as tolerâncias são preferencialmente utilizadas. / This thesis proposes the development of a new tool for Non-probabilistic Interval Analysis for Multi-objective Robust Design Optimization (NPIA-MORDO). The developed tool aims at optimizing the lumped parameters of suspension in a full vehicle model, subjected to a double-lane change (DLC) maneuver throughout different random road profiles, to ensure comfort and safety to the driver. The multi-body model has 15 degrees of freedom (15-DOF) where 11-DOF represents the vehicle and its seat and 4-DOF represents the driver's biodynamic model. A multi-objective function is composed by conflicted objectives and their tolerances, like the root mean square (RMS) lateral and vertical acceleration in the driver’s seat, both generated during the double-lane change maneuver. The suspension working space and the road holding capacity are used as constraints for the optimization problem. On the other hand, the uncertainties in the system are quantified using a non-probabilistic interval analysis with the α-Cut Levels Method for zero α-level (the most uncertainty one), performed concurrently in the multi-objective optimization process. These uncertainties are both applied to the system parameters and design variables to ensure the robustness in results. For purposes of validation in the model, developed in MATLAB®, the path of the car’s body center of gravity during the maneuver is compared with the commercial software CARSIM®, as well as the lateral and vertical forces from the tires. The results are showed in many graphics obtained from the Pareto front between the multiple conflicting objectives of the evaluated model. The obtained solutions from the Pareto Front satisfy the conditions of the evaluated problem, and the aggregated multi-objective function results in a difference of 1.66% for the worst to the best solution. From the design variables of the best solution choose from the Pareto front, graphics are created for each degree of freedom, showing the time histories for displacements, velocities and accelerations. In this particular case, the RMS vertical acceleration in the driver’s seat is 1.041 m/s² and its tolerance is 0.631 m/s², but the RMS lateral acceleration in the driver’s seat is 1.908 m/s² and its tolerance is 0.168 m/s². The overall results obtained from NPIA-MORDO assure that is possible take into account the uncertainties from the system parameters and design variables as the external optimization loop is performed, reducing the efforts in subsequent evaluations. The non-probabilistic interval analysis performed by the proposed tool is a feasible choice to evaluate the uncertainty if compared to the standard deviation, because there is no need of previous well-known based probability distribution and because it reaches the practical needs from the automotive industry, where the tolerances are preferable.

O tema do conforto na automobilística é bastante extenso e possuidor de muitas interpretações. A ideia central deste trabalho é definir e direcionar alguns métricos para que, durante as fases de conceituação e desenvolvimento de um veículo, seja possível ter um direcional de definição de componentes e atributos veiculares de modo a facilitar o direcionamento dos atributos no programa veicular, e assim atingir suas necessidades. Como exemplo empregado, é empregado um veículo de plataforma tipo B em desenvolvimento por uma montadora, o qual teve as molas de suspensão definidas e rigidezes laterais de eixos com base em material técnico interno equivalente aos estudos apresentados neste trabalho. É adotada uma abordagem inicialmente empírica conforme os primeiros estudos de suspensões independentes realizados neste continente, depois o trabalho é complementado com exigências de normas especificas para vibrações (ISO2361, ISO5008, BS6055) de modo a caracterizar energia vibracional e a interpretação pelo ser humano. Porém como hoje em dia as suspensões automotivas são muito mais complexas, existem componentes específicos para as várias condições de solicitação, deste modo a análise é limitada a situações de ride (conforto) primário e handling (dirigibilidade) em situações de sublimite na faixa linear (cerca de 0,5 g). Como conclusão dos estudos, é possível ter em um veículo atributos de estabilidade sem necessariamente prejudicar o conforto, pois sendo definidos corretamente os componentes elásticos da dinâmica vertical para situações estacionárias e de ride primário, é definido seu equilíbrio estacionário e assim não é necessário comprometimento dos atributos de outros componentes para compensar alguma deficiência existente. / The range of assumptions for ride comfort is considered very wide in the automotive world and they can assume lots of possible interpretations. The central idea in this work is define and manage some metrics that, during the concept and development phases of a vehicular program, be possible to follow a better direction for the attributes development and so reach the program targets. As the example in this work, a B platform typical vehicle is used and it is under development in a carmaker, its suspension springs and axle roll stiffness were setup with technical information similar to the ones presented in this work. The initial approach is empiric as occurred with the first independent suspension system studies in this continent and in the sequence, the work is complemented with standards for vibrational issues (ISO2361, ISO5008, BS6055), after this, finally how the vibrational energy is defined and perceived by human beings. The automotive suspensions of current days are very complex and there are lots of specific components to do a specific work, so the analysis are limited to primary ride and sub limit handling (up to 0,5 g). As conclusion, its possible setup a car that is comfortable and stable in the same time, since the elastic components for the vertical dynamics and steady state conditions are correctly set, so its correct balance is reached and no other components attributes are compromised to compensate any deficiency.

Os ruídos, vibrações e asperezas de rodagem veicular (do acrônimo em inglês Road NVH), presentes de 20 Hz até 1000 Hz aproximadamente, originam-se das vibrações e propagações acústicas dos pneus ao interagir com as superfícies. Nestas fontes de ruído, ambas as vias de contribuições estruturais e aéreas, são relevantes para o refinamento veicular. Constantes são os esforços para estudar o veículo como um conjunto de caminhos de transferência entre a dinâmica dos pneus até o conforto dos passageiros. Sendo assim, o tratamento dos mecanismos que geram e propagam o ruído e vibração à cabine está avançando, graças aos testes e análises sistemáticas, fundamentadas na teoria de Análises dos Caminhos de Transferências de energia (TPA do inglês transfer path analysis). O objetivo deste trabalho é apresentar um estudo de um caso de Road NVH utilizando o TPA em veículo protótipo. Neste tema, é investigado o nível de ruído de rodagem em torno de 180 Hz, semelhante ao efeito de roncar (rumble, na expressão em inglês). Este ruído permanece presente no protótipo, em diversos tipos de pista e velocidades, porém em apenas um modelo de pneu (batizado de modelo \"A\"), entre os diversos testados. Das avaliações subjetivas prévias, defini-se que o foco das investigações são as contribuições estruturais da suspensão dianteira. Usando o TPA para demonstrar os caminhos críticos na formação do rumble, aplicou-se o método da matriz inversa para o calculo das forcas, considerando os seguintes pontos: buchas do braço de controle do A-Arm e de ligação da carroceria com a parte superior da suspensão dianteira (fig. 4.6 - tipo Mc Pherson). Foram obtidas experimentalmente as vibrações dos lados ativos e passivos destes pontos, nas condições de rolagem e as funções de resposta vibracionais e acústica do ponto, no laboratório. Após a correlação do ruído interno calculado com o medido, concluiu-se que o rumble deste caso foi gerado pela baixa eficiência de isolação das vibrações radiais nas buchas anteriores e pela força lateral do pneu \"A\". Por fim, propostas de bucha e pneu são apresentadas em termos das novas forças e respostas acústicas transmitidas, para minimizar o rumble. / The road noise, vibration and harshness (Road NVH) present from 20 Hz to 1000 Hz approximately, begins from the tires vibration and acoustic propagation and their interactions with the road surfaces. In these noise sources, both structural-borne and air-borne noise contributions are relevant to vehicle refinement. The constant efforts to study the vehicle as a set of transfer paths from tires dynamic behavior to passenger comfort to the final passenger comfort perception. Thus the treatment of generation and propagation mechanisms, have being forward thanks to the systematic tests and proceedings based on the transfer path analysis theory (TPA). The purpose of this work is to present a case study of Road NVH, using TPA in prototype vehicle. On this theme, it is investigated a higher noise level around 180 Hz, on the rumble narrow band. This noise remains in the prototype during several types of tracks and speeds conditions, whenever only a tire model, named as sample A, is used, despites all tires tested. From the previous subjective evaluation, the focus of the investigation is defined to be structure-borne of the front suspension. Using TPA to demonstrate the critical paths to rumble, it was applied the matrix inversion method to force calculation, considering the follow points: A-Arm type lower control arm bushings and top mounts of front suspension (picture 4.6 - Mc Pherson type). The vibration in the active and passive side of these points during test conditions and the FRFs driving points and body sensitivity for a target microphone were obtained experimentally. After correlation between internal road noise calculated and the measured, it was concluded the Rumble of this case had been formed by low radial vibration isolation of the front bushings and due lateral forces of tire A. At last, the bushing and tire proposals are presented in terms of new transmitted forces and acoustical responses, to minimize the rumble.

Ocorrem anualmente aproximadamente 600.000 mortes de crianças com até cinco anos, no mundo. Pneumonia é a principal causa e mais de 50 por cento destas mortes são atribuídas à poluição do ar. Ela ainda é responsável pelo aumento do risco de infecções respiratórias, asma, condições neonatais adversas e anomalias congênitas. A poluição do ar também afeta o desenvolvimento cognitivo de crianças e induz o desenvolvimento de doenças crônicas na idade adulta. Entre 70 e 80 por cento da poluição do ar em nações em desenvolvimento são de origem veicular. Objetivando definir critérios baseados em medições com sensoriamento remoto para identificação de veículos automotores leves do ciclo Otto com elevadas emissões de monóxido de carbono, hidrocarbonetos ou óxido nítrico, foram utilizados os dados secundários gerados pela Remote Sensing do Brasil Ltda dos quais foram selecionados 179.142 veículos em uso da frota circulante da cidade de São Paulo com medições completas dos índices de emissão dos poluentes monóxido de carbono (CO), hidrocarbonetos (HC) e óxido nítrico (NO) e ainda velocidade e aceleração do veículo quando da medição e inclinação da pista no local escolhido para as medições. Foram ajustados modelos estatísticos da classe Generalised Additive Models for Location, Scale and Shape (GAMLSS) visando testar a influência do Tipo de Combustível, da Potência Específica do Veículo (VSP) e das Fases do Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores (Proconve) sobre as emissões de CO, HC e NO, medidos usando o Remote Sensing Device (RSD). As emissões foram então conceitualmente subdivididas em dois grupos: veículos com emissões normais e com emissões anormais, isso para os diversos poluentes em veículos das Fases L3, L4 e L5 que são as fases de interesse para o gerenciamento da qualidade do ar. Variáveis latentes foram definidas para indicarem as distribuições dos veículos em relação a esses grupos e Fases. O algoritmo Expectation-Maximization (EM) foi empregado para identificação dos parâmetros das distribuições. Para determinação dos valores associados aos veículos com elevadas emissões de determinado poluente e fase do Proconve, foi empregado o percentil 98 por cento da distribuição ajustada para os veículos dos grupos com emissões normais. Assim sendo, o Erro de Tipo I foi fixado em 2 por cento sendo que esse percentual foi estabelecido considerando o Erro de Tipo II, de apontar o veículo como tendo emissão normal quando na realidade trata-se de um high emitter. Através desta abordagem foram determinados os valores indicativos de veículos com elevadas emissões segundo o poluente e a Fase do Proconve. Os resultados apontaram decréscimo nas emissões de CO e de HC segundo as Fases do Proconve. Para o NO, o comportamento das emissões não acompanhou as reduções impostas pelas Fases do Proconve. Foi constatado que os veículos de 2005 a 2009, movidos exclusivamente a gasool, foram os que apresentaram as maiores emissões de NO. Diversos possíveis fatores causadores deste comportamento diferenciado do NO foram discutidos neste trabalho. Os dados de qualidade do ar detectaram aumento significativo nas concentrações ambientais de Óxidos de Nitrogênio (NOx) em 2007, quando foi monitorado este parâmetro no período de inverno, o que pode indicar a influência dos high emitters, mas necessita de estudos mais aprofundados para confirmação da causa deste comportamento. / Approximately 600,000 deaths occur worldwide annually for children up to five years of age. Pneumonia is the leading cause and more than 50 per cent of these deaths are attributed to air pollution. It is still responsible for increased risk of respiratory infections, asthma, adverse neonatal conditions and congenital anomalies. Air pollution also affects the cognitive development of children and induces future development of chronic diseases in adulthood. In order to define criteria based on remote sensing measurements to identify Otto cycle light duty vehicles (LDV) with high emissions of carbon monoxide, hydrocarbons or nitric oxide it was used secondary data produced by Remote Sensing do Brasil Ltda, from which 179,142 inuse vehicles were selected, that belongs to the city of São Paulos current fleet. All those vehicles had complete measurements of emission of carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC) and nitric oxide (NO), and also speed and acceleration of the vehicle during measurements, and slope of the track at the place chosen for the measurements. Statistical models of the Generalized Additive Models for Location, Scale and Shape (GAMLSS) class were adjusted to test the influence of fuel type, Vehicle Specific Power (VSP) and of the Brazilian Vehicle Emission Control Program [Proconve] phases on CO, HC and NO emissions, measured using Remote Sensing Device (RSD). The emissions were then conceptually subdivided into two groups: vehicles with normal and abnormal emission, for the various pollutants in vehicles of L3, L4 and L5 phases of Proconve, which were of interest for the air quality management. Latent variables were defined to indicate the distribution of vehicles in relation to those groups and phases. The algorithm Expectation Maximization (EM) was employed to identify all parameters of the distributions. We use the 98 per cent percentiles of the statistical distribution set, for vehicles of groups with normal emissions to determine the limit values for vehicles with high emissions of pollutants and Proconve Phase. Therefore, the Type I Error was set at 2 per cent and this percentage was established considering the Type II Error to point the vehicle as having normal emission when in fact it is a high emitter. Through this approach, the indicative values of vehicles with high emissions according to the pollutant and the Proconve Phase were determined. Results of emissions measured with the RSD technique indicated a decrease in CO and HC emissions according to the Proconve Phase. For the NO, the emissions behavior did not follow the reductions imposed by the Proconve Phases. It was found that newer vehicles year model from 2005 to 2009 exclusively gasohol-powered vehicles, were the ones that presented the highest NO emissions. Several possible causative factors of this differential behavior of NO were discussed in this study. A significant increase in the environmental concentrations of Nitrogen Oxides (NOx) was detected in 2007, when this parameter was monitored in the winter period. This may indicate the influence of the high emitter vehicles, but it requires a more in-depth cause-effect study for confirmation of this behavior.

Ocorrem anualmente aproximadamente 600.000 mortes de crianças com até cinco anos, no mundo. Pneumonia é a principal causa e mais de 50 por cento destas mortes são atribuídas à poluição do ar. Ela ainda é responsável pelo aumento do risco de infecções respiratórias, asma, condições neonatais adversas e anomalias congênitas. A poluição do ar também afeta o desenvolvimento cognitivo de crianças e induz o desenvolvimento de doenças crônicas na idade adulta. Entre 70 e 80 por cento da poluição do ar em nações em desenvolvimento são de origem veicular. Objetivando definir critérios baseados em medições com sensoriamento remoto para identificação de veículos automotores leves do ciclo Otto com elevadas emissões de monóxido de carbono, hidrocarbonetos ou óxido nítrico, foram utilizados os dados secundários gerados pela Remote Sensing do Brasil Ltda dos quais foram selecionados 179.142 veículos em uso da frota circulante da cidade de São Paulo com medições completas dos índices de emissão dos poluentes monóxido de carbono (CO), hidrocarbonetos (HC) e óxido nítrico (NO) e ainda velocidade e aceleração do veículo quando da medição e inclinação da pista no local escolhido para as medições. Foram ajustados modelos estatísticos da classe Generalised Additive Models for Location, Scale and Shape (GAMLSS) visando testar a influência do Tipo de Combustível, da Potência Específica do Veículo (VSP) e das Fases do Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores (Proconve) sobre as emissões de CO, HC e NO, medidos usando o Remote Sensing Device (RSD). As emissões foram então conceitualmente subdivididas em dois grupos: veículos com emissões normais e com emissões anormais, isso para os diversos poluentes em veículos das Fases L3, L4 e L5 que são as fases de interesse para o gerenciamento da qualidade do ar. Variáveis latentes foram definidas para indicarem as distribuições dos veículos em relação a esses grupos e Fases. O algoritmo Expectation-Maximization (EM) foi empregado para identificação dos parâmetros das distribuições. Para determinação dos valores associados aos veículos com elevadas emissões de determinado poluente e fase do Proconve, foi empregado o percentil 98 por cento da distribuição ajustada para os veículos dos grupos com emissões normais. Assim sendo, o Erro de Tipo I foi fixado em 2 por cento sendo que esse percentual foi estabelecido considerando o Erro de Tipo II, de apontar o veículo como tendo emissão normal quando na realidade trata-se de um high emitter. Através desta abordagem foram determinados os valores indicativos de veículos com elevadas emissões segundo o poluente e a Fase do Proconve. Os resultados apontaram decréscimo nas emissões de CO e de HC segundo as Fases do Proconve. Para o NO, o comportamento das emissões não acompanhou as reduções impostas pelas Fases do Proconve. Foi constatado que os veículos de 2005 a 2009, movidos exclusivamente a gasool, foram os que apresentaram as maiores emissões de NO. Diversos possíveis fatores causadores deste comportamento diferenciado do NO foram discutidos neste trabalho. Os dados de qualidade do ar detectaram aumento significativo nas concentrações ambientais de Óxidos de Nitrogênio (NOx) em 2007, quando foi monitorado este parâmetro no período de inverno, o que pode indicar a influência dos high emitters, mas necessita de estudos mais aprofundados para confirmação da causa deste comportamento. / Approximately 600,000 deaths occur worldwide annually for children up to five years of age. Pneumonia is the leading cause and more than 50 per cent of these deaths are attributed to air pollution. It is still responsible for increased risk of respiratory infections, asthma, adverse neonatal conditions and congenital anomalies. Air pollution also affects the cognitive development of children and induces future development of chronic diseases in adulthood. In order to define criteria based on remote sensing measurements to identify Otto cycle light duty vehicles (LDV) with high emissions of carbon monoxide, hydrocarbons or nitric oxide it was used secondary data produced by Remote Sensing do Brasil Ltda, from which 179,142 inuse vehicles were selected, that belongs to the city of São Paulos current fleet. All those vehicles had complete measurements of emission of carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC) and nitric oxide (NO), and also speed and acceleration of the vehicle during measurements, and slope of the track at the place chosen for the measurements. Statistical models of the Generalized Additive Models for Location, Scale and Shape (GAMLSS) class were adjusted to test the influence of fuel type, Vehicle Specific Power (VSP) and of the Brazilian Vehicle Emission Control Program [Proconve] phases on CO, HC and NO emissions, measured using Remote Sensing Device (RSD). The emissions were then conceptually subdivided into two groups: vehicles with normal and abnormal emission, for the various pollutants in vehicles of L3, L4 and L5 phases of Proconve, which were of interest for the air quality management. Latent variables were defined to indicate the distribution of vehicles in relation to those groups and phases. The algorithm Expectation Maximization (EM) was employed to identify all parameters of the distributions. We use the 98 per cent percentiles of the statistical distribution set, for vehicles of groups with normal emissions to determine the limit values for vehicles with high emissions of pollutants and Proconve Phase. Therefore, the Type I Error was set at 2 per cent and this percentage was established considering the Type II Error to point the vehicle as having normal emission when in fact it is a high emitter. Through this approach, the indicative values of vehicles with high emissions according to the pollutant and the Proconve Phase were determined. Results of emissions measured with the RSD technique indicated a decrease in CO and HC emissions according to the Proconve Phase. For the NO, the emissions behavior did not follow the reductions imposed by the Proconve Phases. It was found that newer vehicles year model from 2005 to 2009 exclusively gasohol-powered vehicles, were the ones that presented the highest NO emissions. Several possible causative factors of this differential behavior of NO were discussed in this study. A significant increase in the environmental concentrations of Nitrogen Oxides (NOx) was detected in 2007, when this parameter was monitored in the winter period. This may indicate the influence of the high emitter vehicles, but it requires a more in-depth cause-effect study for confirmation of this behavior.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JohnENV.pdf: 2614116 bytes, checksum: 0c3230c680d60ac346167f3aa79669e3 (MD5) Previous issue date: 2004-06-04 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / The investigation of viability to use containers for Natural Gas Vehicle (NGV) storage, with different geometries of commercial standards, come from necessity to join the ambient, financial and technological benefits offered by the gas combustion, to the convenience of not modify the original proposal of the automobile. The use of these current cylindrical models for storage in the converted vehicles is justified by the excellent behavior that this geometry presents about the imposed tensions for the high pressure that the related reservoirs are submitted. However, recent research directed toward application of adsorbent materials in the natural gas reservoirs had proven a substantial redusction of pressure and, consequently, a relief of the tensions in the reservoirs. However, this study considers alternative geometries for NGV reservoirs, searching the minimization of dimensions and weight, remaining capacity to resist the tensions imposed by the new pressure situation. The proposed reservoirs parameters are calculated through a mathematical study of the internal pressure according to Brazilian standards (NBR) for pressure vessels. Finally simulations of the new geometries behavior are carried through using a commercially avaible Finite Element Method (FEM) software package ALGOR? to verify of the reservoirs efficincy under the gas pressure load / A investiga??o da viabilidade de se utilizar recipientes para armazenamento de g?s natural veicular (GNV), com geometrias diferentes dos padr?es comerciais, parte da necessidade de se aliar os benef?cios ambientais, financeiros e tecnol?gicos oferecidos pela combust?o do g?s, ? conveni?ncia de n?o se alterar a proposta original do autom?vel. O uso dos atuais modelos cil?ndricos para estocagem nos ve?culos convertidos justifica-se pelo excelente comportamento que essa geometria apresenta diante das tens?es provocadas pela alta press?o a que os referidos reservat?rios est?o submetidos. Entretanto, recentes pesquisas, voltadas para aplica??o de materiais adsorventes nos reservat?rios de g?s natural, comprovaram uma substancial redu??o de press?o e, consequentemente, um al?vio das tens?es nos reservat?rios. Diante desse contexto, este estudo prop?e geometrias alternativas para os reservat?rios de GNV buscando a minimiza??o das dimens?es e do peso, mantendo-se, por?m, a capacidade de resistir ?s tens?es impostas pela nova situa??o de press?o. Todos os par?metros geom?tricos dos reservat?rios propostos s?o calculados realizando o estudo matem?tico das tens?es internas de trabalho tomando como base ? norma brasileira (NBR). Por ?ltimo s?o realizadas simula??es do comportamento das novas geometrias fazendo uso do software comercial ALGOR? o qual se baseia no M?todo dos Elementos Finitos (MEF), para realizar a comprova??o da efici?ncia dos reservat?rios sob a press?o imposta pelo g?s