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Curso de Especilização em Engeharia Automotiva Realização: Parceria:

engenharia automotiva

Fundamentos de Dinâmca Veicular Professor Jorge Luiz Erthal Email: [email protected]

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engenhariaautomotiva

Realização: Parceria:

Fundamentos de Fundamentos de Dinâmica VeicularDinâmica Veicular

Prof. Jorge Luiz ErthalProf. Jorge Luiz [email protected]@utfpr.edu.br

engenhariaautomotiva Nesta aulaNesta aula

• Apresentação da disciplina• Introdução à dinâmica de

veículos


Fundamentos de Dinâmica Fundamentos de Dinâmica VeicularVeicular

• Objetivo:

Familiarização com os conceitos fundamentais da dinâmica veicular e aplicação em modelos simplificados.

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engenhariaautomotiva ProgramaPrograma

• Introdução à dinâmica do veículo• Características dos pneus• Dinâmica longitudinal (aceleração e

frenagem)• Dinâmica vertical• Dinâmica lateral• Suspensão• Sistema de direção• Capotamento• Modelos matemáticos• Normas e segurança

engenhariaautomotiva EstratEstratéégiagia

• Embasamento teórico• Aplicação em exemplos genéricos

–Ferramentas computacionais (Matlab e MethCAD)

–Memoriais de cálculo–Gráficos de desempenho

• Palestras sobre temas envolvendo o conteúdo do curso


• Avaliação: –Trabalhos desenvolvidos em sala

• Tarefas curtas, entregues no final da aula• Uso de ferramentas matemáticas e

programas

–Trabalho final• Cálculo de alguns parâmetros de

desempenho• Equipes de DOIS componentes• Cada equipe deve escolher um veículo

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• Página do curso–Acesso ao material do curso–Envio das tarefas e do trabalho final–Comunicação

engenhariaautomotiva HorHoráário das aulasrio das aulas

22:4021:50N4

21:5021:00N3

21:0020:40Intervalo

20:4019:50N2

19:4019:00N1


Sessão de CinemaSessão de CinemaAround the Corner 1937

How Differential Steering Works09:30 min

http://www.youtube.com/watch?v=yYAw79386WI

Eaton Locking Differential Demonstrationhttp://www.youtube.com/watch?v=q-rQTHMVAuw

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Sessão de CinemaSessão de CinemaEXACTLY how a car engine works - 3D animation !

05:02 minhttp://www.youtube.com/watch?v=FfTX88Sv4I8&feature=related

engenhariaautomotiva ProgramaProgramaçção nas datasão nas datas

• Plano de aulas

engenhariaautomotiva Referência bibliogrReferência bibliográáficafica

Gillespie, Thomas D.FUNDAMENTALS OF

VEHICLE DYNAMICS

Warrendale: SAE, 1992

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Blundell, Mike e Harty,Damian.

THE MULTIBODY SYSTEMS PPROACH TO VEHICLE DYNAMICS

Butterworth-Heinemann, 2004


Dixon, J.C..TIRES,

SUSPENSION, AND HANDLING

Warrendale: SAE, 1996


Jazar, Reza N..VEHICLE DYNAMICS:

Theory andapplication

Berlin: Springer, 2008

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Nicolazzi, Lauro C., Rosa, E. e Leal, L.C.M..

UMA INTRODUÇÃO ÀMODELAGEM QUASE-ESTÁTICA DE VEÍCULOS AUTOMOTORES DE RODAS

Florianópolis: Publicação interna do Departamento de Engenharia Mecânica da UFSC, 2001


Milliken, W.F. e Milliken, D.L..

RACE CAR VEHICLE DYNAMICS

Warrendale: SAE International, 1995


Reimpell, J., Stoll, H. e Beltzler, J.W.

THE AUTOMOTIVE CHASSIS: ENGINEERING PRINCIPLES.

Warrendale: SAE International, 2001

Aula 1 28/9/2010 1-Introdução à dinâmica do veículoN1 Apresentação da disciplina; Introdução à dinâmica de veículos.N2 Abordagem fundamental para modelagem. Cargas dinâmicas nos eixos.N3 Exemplos utilizando programas matemáticosN4 Exemplos utilizando programas matemáticos

Aula 2 5/10/2010 2-Características dos pneusN1 Construção; propriedades (tração e curva)N2 Transmissão de força pneu-pista. Fórmula de PacejkaN3 PALESTRA 1: Como selecionar um pneu para um veículoN4 PALESTRA 1: Como selecionar um pneu para um veículo

Aula 3 19/10/2010 3-Dinâmica longitudinal: desempenho em aceleraçãoN1 Aceleração limitada pela potênciaN2 Aceleração limitada pela traçãoN3 Atividade práticaN4 Atividade prática

Aula 4 26/10/2010 3-Dinâmica longitudinal: desempenho em frenagemN1 Equações básicas, forças de frenagem; tipos de freiosN2 Requisitos para desempenho em frenagemN3 PALESTRA 2: Sistema de freioN4 PALESTRA 2: Sistema de freio

Aula 5 9/11/2010 4-Dinâmica verticalN1 Molas e amortecedores; fontes de excitaçãoN2 Propriedades de resposta do veículo (isolamento, rigidez). Percepção.N3 PALESTRA 3: Escolha do amortecedor.N4 PALESTRA 3: Escolha do amortecedor.

Aula 6 16/11/2010 5-Dinâmica lateral (handling)N1 Comportamento em curva (geometria de Ackerman; efeito sub e sobredirecional)N2 Efeitos da suspensão (rolagem, cambagem, esterçamento)N3 Atividade práticaN4 Atividade prática

Aula 7 23/11/2010 6-SuspensõesN1 Tipos de suspensão, características cinemáticasN2 Efeito anti-mergulho e anti-rolagemN3 PALESTRA 4: Definição de uma suspensão. Barra estabilizadora do Mégane.N4 PALESTRA 4: Definição de uma suspensão. Barra estabilizadora do Mégane.

Aula 8 30/11/2010 7-Sistemas de direçãoN1 Geometria do sistema de direção. Erros (convergência e rolagem)N2 Efeitos (razão de esterçamento, subesterçamento, estabilidade na frenagem)N3 Atividade práticaN4 Atividade prática

Aula 9 7/12/2010 8-CapotamentoN1 Modelo quase-estático (rígido e flexível)N2 Fator de estabilidade estática. Efeitos transitórios.N3 Atividade práticaN4 Atividade prática

Aula 10 9/12/2010 9-Modelos matemáticos,N1 Modelos planos e espaciaisN2 Graus de liberdadeN3 PALESTRA 5: Estudo de caso (suspensão de veículo pesado) N4 PALESTRA 5: Estudo de caso (suspensão de veículo pesado)

Aula 11 14/12/2010 10-Normas e segurançaN1 Novas regulamentações N2 Novas regulamentações N3 Atividade práticaN4 Atividade prática

Fundamentos de Dinâmica VeicularPrograma

FDV 26/9/2010

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Realização: Parceria:

Fundamentos de Dinâmica Fundamentos de Dinâmica VeicularVeicularAula 01Aula 01

IntroduIntroduçção ão ààDinâmica do VeDinâmica do Veíículoculo

engenhariaautomotiva Nesta aulaNesta aula

• Introdução à dinâmica de veículos• Abordagem fundamental para

modelagem• Cargas dinâmicas nos eixos


IntroduIntroduçção ão àà Dinâmica de Dinâmica de VeVeíículosculos

Dinâmica de veículos:•Navios•Aviões•Veículos guiados (trens)•Veículos com pneus

Enfoque diversificado e extenso

Neste curso: veículos com pneus (automóveis, ônibus e caminhões)

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Desempenho:•Aceleração•Fenagem•Dirigibilidade (handling)•Conforto (ride)

Forças dominantes: produzidas pelo contato entre os pneus e a pista



Empírico x Analítico:

Empírico

•Tentativa e erro (experiência)•Fatores de influência (Quais? Como?)•Profundo conhecimento mecânico•Sentimento (feeling)•Custo




Analítico

•Baseado em leis da Física•Equações algébricas ou diferenciais•Propriedades do fenômeno de interesse•Identificação dos fatores importantes (forma e condições de operação)•Capacidade preditiva (antecipação de mudanças)•Realidade aproximada•Conhecimento das hipóteses

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•Tendência de crescimento do uso dos métodos analíticos (computadores) •Solução de problemas insolúveis no passado•Entendimento de sistemas complexos•Investigação de formas de melhorar o desempenho•Constatação da importância de propriedades específicas•Ferramentas computacionais confiáveis (programas genéricos e dedicados)

engenhariaautomotiva ModelagemModelagem

Forma de abordagem e convenções:

•Massa concentrada o CG para estudos de aceleração/frenagem e dirigibilidade•Massas separadas para análise de conforto (massa suspensa e não-suspensa)•Corpos rígidos (exceto as molas)



•Sistema de coordenadas local•Longitudinal•Lateral•Vertical•Rolagem (roll)•Arfagem (pitch)•Guinada (yaw)

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•Sistema de coordenadas global•Longitudinal•Lateral•Vertical•Ângulo de avanço (ψ)•Ângulo de curso (ν)•Ângulo de deslizamento (β)



•Segunda Lei de Newton

engenhariaautomotiva Cargas sobre o veCargas sobre o veíículoculo

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Cargas sobre Cargas sobre o veo veíículoculo

W = m.g peso do veículo atuando no CGW/g. ax força inercial devido à aceleração ax

Wf e Wr forças dinâmicas normais à pistaFxf e Fxr forças trativasRxf e Rxr resistências ao rolamentoDA força de arrasto aerodinâmico, atuando no

centro aerodinâmico (ha)Rhz e Rhx forças no engate





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engenhariaautomotiva ExemplosExemplos

Exemplo 1 – Cálculo do Centro de Gravidade

Exemplo 2 – Cálculo da distribuição de carga

Exemplo 3 – Desempenho em rampa

engenhariaautomotiva Cargas sobre o veCargas sobre o veíículoculo

Exemplo 3

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