Orientador: Prof. Dr. João Batista de Aguiar / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, 2014. / O objetivo desta dissertação consiste em desenvolver uma metodologia para o cálculo da vida
em fadiga de um chassi de caminhão comercial leve usando o Método dos Elementos Finitos
(MEF). Um estudo de caso foi desenvolvido utilizando um modelo simplificado da geometria
real de um chassi de caminhão comercial leve de um fabricante nacional. A geometria foi
discretizada por meio de elementos de vigas. O conteúdo de frequências do sinal de excitação foi comparado às frequências naturais da estrutura, revelando a possibilidade de modos naturais serem ativados. Baseado neste fato, uma análise linear dinâmica de tensões foi conduzida. Numa etapa inicial, vários coeficientes de amortecimento, numa faixa
recomendada pela literatura, foram avaliados, e um coeficiente foi adotado para todas as
análises subsequentes. O impacto do número de modos naturais de vibrar na reposta da
análise de tensões por superposição modal também foi avaliado, e os coeficientes de
influência modal foram calculados. O elemento mais crítico da estrutura foi identificado com
base na Máxima Tensão Principal Absoluta e nos diagramas de esforços internos. Os efeitos
de concentrações de tensões na seção crítica também foram contabilizados. O método de
contagem de ciclos "contagem de ciclos de chuva" (Rainflow) foi aplicado ao histórico de
tensões da seção crítica para reduzir o sinal á um conjunto de ciclos de amplitude constante. A vida útil da seção crítica foi então estimada por meio dos métodos Stress-Life e Strain-Life
associados à teoria de acúmulo de dano de Palmgreen-Miner. Rotinas em MatLab® foram
escritas para automatizar os cálculos das equações não-lineares desta etapa. / The aim of this dissertation is to develop a methodology to evaluate the fatigue life of a
comercial truck chassis utilizing the Finite Element Method (FEM). A case study has been
conducted utilizing a simplified model of an actual light truck chassis used by a local trucks
manufacturer. The geometry has been discretized using beam elements. The frequency
content of the excitation signal has been compared to the natural vibration modes frequencies of the structure, uncovering the possibility of activating natural modes. Based on this fact, a time domain dynamic stress analysis has been performed. Several Rayleigh damping coefficients have been selected from the literature recommended range, and its effect on the response of the structure have been evaluated. The impact of the number of extracted normal modes on the modal superposition stress analysis has also been assessed and the corresponding modal participation factors have been calculated. The most critical section has been identified with the aid of internal forces free body diagrams and based on the maximum absolute principal stresses. The effect of stress concentration on the critical section has also been accounted for. The Rainflow cycle counting method has been used to reduce the complex stress history to a set of cycles of constant amplitude. The life at the critical section has been calculated using the Stress Life and Strain Life methods with mean stress correction coupled to the Palmgreen-Miner damage summation technique. The stress calculation has been accomplished through the use of the commercial code Abaqus Student®, and all subsequent calculations have been carried-out utilizing routines written in MatLab®.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:77480 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Costa, Edinilson Alves |
| Contributors | Aguiar, João Batista de, Góis, Wesley, Batalha, Gilmar Ferreira |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf, 116 f. : il. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFABC, instname:Universidade Federal do ABC, instacron:UFABC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=77480&midiaext=70935, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=77480&midiaext=70936, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=77480 |
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