ESTG - Mestrado em Engenharia Automóvel
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Browsing ESTG - Mestrado em Engenharia Automóvel by advisor "Batista, Fernando da Conceição"
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- Análise dinâmica do comportamento de um protótipo de um veículo em estradaPublication . Sathler, Leonardo da Rocha; Batista, Fernando da ConceiçãoEste trabalho teve como objetivo analisar dinamicamente um protótipo de veículo através de ferramenta computacional. O modelo estudado foi o FSIPLeiria, veículo de competição projectado por alunos da Escola Superior de Tecnologia e Gestão do Instituto Politécnico de Leiria para participar dos eventos da Formula Student. Para a formulação do problema para avaliação, foram escolhidas três provas que são aplicadas em todas as competições dessa modalidade, o Tilt Table Test, o SkidPad e o Autocross. Para entender e configurar o comportamento do veículo nas diversas situações dessas provas, foram desenvolvidos cálculos analiticamente. O software de método de elementos finitos utilizado foi Ansys e para proceder com as análises, foi utilizado um modelo simplificado do protótipo, composto somente do chassis e suspensões. Foram definidos os materiais e utilizado elementos de viga para o modelo, simplificação ideal para aplicação em geometrias que possuem seção transversal contínua. Nas condições de fronteira, foram aplicadas restrições e carregamentos conforme as provas a simular baseados nos cálculos analíticos desenvolvidos e também, para o evento Autocross, recorrendo ao auxílio do software OptimumLap. Para os tipos de análises escolhidas, foi feito uma análise estrutural estática para o Tilt Table Test, para o SkidPad fez-se uma análise estrutural estática e análises dinâmicas em regime permanente (modal e de resposta harmônica), e para o Autocross foi feita uma análise dinâmica em regime transiente. Foi comparado os resultados com referências bibliográficas onde se propõem parâmetros construtivos para veículos e assim foi possível avaliar o modelo computacional desenvolvido no presente estudo.
- CHASSIS DEVELOPMENT FOR A FORMULA STUDENT VEHICLE USING ADVANCED MATERIALSPublication . Silva, Rodrigo Francisco Cerejo da; Batista, Fernando da Conceição; Santos, Sérgio Pereira dosThe monocoque is a chassis that represents the skeleton of a racing vehicle, this is the largest structure present within it, where all the components are mounted, as well as, all the loads are transmitted. In this work, this structure is formed by sandwich panels, which are generally used in motorsport areas, as well as in transportation vehicles where high rigidity is associated with low weight, these types of panels have two outer faces with a core in the middle. The present work is done around a chassis for a formula student electric vehicle for the FSIPLeiria team, where the goal is, through the analysis of the various panels, according to the competition rules, and the finite element analysis, to obtain a rigid structure that complies with the regulations and will be able to compete in the future, then a project of the monocoque geometry was designed, for the analysis of the dynamic loads, at the suspension attachment points, and torsional stiffness in order to optimize the structure’s composition. It was possible to conclude that the monocoque is a superior structure to a conventional tubular chassis, made from steel tubes, in terms of bending and torsional stiffness, however, these advantages come at a cost due to the complexity during the whole development process, as well as in production and in monetary costs.
- Desenvolvimento do chassi de um reboque para transporte de um veículo ligeiroPublication . Fernandes, Mariana Lourenço; Batista, Fernando da Conceição; Santos, Sérgio Pereira dosO presente relatório apresenta os trabalhos desenvolvidos no âmbito da dissertação de conclusão do Mestrado em Engenharia Automóvel. Esta dissertação foi elaborada com o fim de se obter um semirreboque com uma plataforma com sistema basculante que permitisse que o estrado no qual está apoiado o veículo, apresentasse um mecanismo de descida até ao solo para facilitar o carregamento e o descarregamento dos veículos transportados, eliminando a necessidade de existirem extratos amovíveis. Estando envolvido o dimensionamento de um semirreboque para circulação da via rodoviária publica foi efetuada uma análise cuidada às normas e regulamentos europeus que definem os requisitos para a construção de um semirreboque de categoria O2, garantindo-se assim o cumprimento da legislação portuguesa em vigor. Também no dimensionamento do semirreboque foram consideradas as exigências de carregamentos que um semirreboque desta categoria vai estar sujeito durante a sua vida útil. Neste trabalho são apresentadas modelações efetuadas do chassi, do sistema de elevação e rebaixamento e são também apresentados os cálculos dos esforços que o semirreboque vai estar sujeito a nível estático e dinâmico. Posteriormente, com os dados provenientes dos cálculos analíticos foram realizadas as simulações numéricas usando o método dos elementos finitos para conhecer o estado de tensão e deformação da estrutura do semirreboque. Apresenta-se neste relatório uma avaliação cinemática e funcional do sistema de elevação proposto e ainda uma avaliação sobre os resultados do dimensionamento mecânico ao nível dos esforços suportados pela estrutura dos semirreboques. Propostas de melhoria e de futuros desenvolvimentos são também apresentados.
- Estudo e Projeto de Diferencial para funcionamento Torque VectoringPublication . Lopes, Hugo Ricardo Oliveira; Batista, Fernando da Conceição; Sousa, Carlos Manuel Pereira Costa eO presente projeto tem como objetivo o estudo e desenvolvimento de um novo sistema de diferencial para um veículo de Formula Student com vista a melhorar a sua dinâmica em curva, tornando-o mais competitivo. Este projeto centra-se essencialmente no desenvolvimento da componente mecânica. Após o estudo de diferenciais e diferenciais com função de Torque Vectoring, são definidas as restrições e principais objetivos para o projeto. Foi realizada uma análise à dinâmica do veículo e os resultados permitem obter parâmetros essenciais para o controlo e estrutura do diferencial. O dimensionamento e modelação do conjunto foi realizada com recurso a softwares como Matlab®, KISSsoft®, Ansys® e Autodesk Inventor®. Sendo concluída com uma otimização do conjunto e propostas para trabalhos futuros de melhoria e implementação real do sistema.
- Otimização de parâmetros de suspensão utilizando algoritmos genéticosPublication . Silva, Iúri Miguel Cassiones da; Batista, Fernando da Conceição; Gouveia, Olivier RodriguesNeste estudo é apresentada uma análise detalhada da otimização de sistemas de suspensão num modelo quarter car e num modelo full car de veículos, através de algoritmos genéticos, de modo a minimizar a resposta em aceleração e deslocamento da massa suspensa. Os modelos foram sujeitos a dois tipos de excitação, o primeiro simulando uma lomba na estrada e o outro através de uma função sinusoidal. O algoritmo genético foi introduzido através do software MATLAB®, utilizando bibliotecas já incluídas nativamente no mesmo. Foi criado, para cada um dos modelos de veículo, um código e um diagrama de blocos, desenvolvido em Simulink, onde foi simulado o comportamento de dinâmica vertical de cada um dos modelos e em seguida obtidos os resultados. Os resultados demonstraram melhorias significativas no sistema de suspensão, com reduções até 50,27% e 27,26% da resposta em RMS da aceleração e deslocamento da massa suspensa, respetivamente, com a excitação de lomba e reduções de 16,54% e 17,87% da resposta em RMS da aceleração e deslocamento da massa suspensa, respetivamente, para a excitação de função sinusoidal, destacando assim a eficácia da utilização de algoritmos genéticos na otimização de sistemas de suspensão de veículos, contribuindo para o desenvolvimento de sistemas mais eficientes que contribuam para o melhor conforto e segurança dos veículos.
- Race Car Dynamics Optimization Considering Suspension and Steering EffectsPublication . Vaz, Mário Rui Barbosa; Santos, Sérgio Pereira dos; Batista, Fernando da ConceiçãoThe study of vehicle dynamics in the field of motorsport is crucial to ensure a dynamically stable race car. For this reason, is necessary to design the vehicle’s suspension for the specific inputs involved on the track. The suspension design starts with the study of suspension kinematics or geometry. If, on a purposely built race vehicle, like formula cars, or supercars, the suspension kinematics are, in principle, designed for circuit racing in mind, in the case of an ordinary road car the same cannot be said. The case study vehicle started its life as an affordable passenger car, but since currently spends most of its life on racing circuits there was a change in the role intended by engineers at the time of the design, this usually leads to an incorrect geometry of the suspension mechanisms that must be corrected. In this project, a special focus is given to the real-life application of the race car and how data acquisition from the vehicle when it is taken around a circuit can provide information necessary to comprehend its dynamic behaviour. With this information, and after performing an analytical analysis, physical changes can be made to the vehicle to achieve the goals intended.