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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.18.2017.tde-10042017-155134
Document
Author
Full name
Daniel Müller Spinelli
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2001
Supervisor
Committee
Costa Neto, Álvaro (President)
Carvalho, Jonas de
Salvagni, Ronaldo de Breyne
Title in Portuguese
Simulação e análise no auxílio do desenvolvimento de veículos
Keywords in Portuguese
Elementos finitos
Explícito
Implícito
Multicorpos
Abstract in Portuguese
O uso de simulações computacionais no campo da engenharia vem se tornando cada vez mais freqüente. Este trabalho aplica diferentes tipos de análise, Método Multicorpos e Método dos Elementos Finitos, para estudos dinâmicos e estruturais, como ferramenta de auxílio no desenvolvimento de veículos terrestres. Através de métodos de integração numérica e posteriormente a utilização do método dos multicorpos, uma suspensão independente dianteira de um veículo foi isolada, considerada como um conjunto de corpos unidos por juntas, movidos por forças e restringidos por batentes. O comportamento dinâmico do sistema foi determinado submetendo o modelo a entradas provenientes do pavimento. O Método dos Elementos Finitos já é considerado como ferramenta potente para o cálculo estrutural. Para abordar tal tema, foi construído um modelo discretizado em Elementos Finitos de um veículo comercial completo. Este modelo foi submetido a simulações de situações de situações reais quasi-estáticas e dinâmicas, utilizando algoritmos implícito e explícito, dependendo do fenômeno considerado. A partir destes, puderam ser verificadas a performance estrutural e a segurança passiva do veículo arremessado a obstáculos cotidianos. O último estudo retrata que com a fusão dos métodos é possível, através de programas dedicados, prever a dinâmica de um modelo encriptado de um boneco tipo HYBRIDIII, quando submetido a um pulso de desaceleração no interior de um veículo com e sem bolsa de segurança(airbag). Todos os resultados obtidos foram comparados à realidade ou "benchmark". Os obstáculos enfrentados permitiram definir qual ferramenta melhor se encaixa num contexto de desenvolvimento dentro de uma corporação.
Title in English
Simulation and analysis aiding vehicle development
Keywords in English
Explicit
Finite element
Implicit
Multibody
Abstract in English
The use of computational tools in various engineering fields has increased over the last years. Mathematical modelling is identified as being the most adequate tool for simulating real service conditions along several product development phases. This work investigates different dynamic and structural analysis used for ground vehicle development tools. By numerical integration using the Multibody system method, an independent suspension was isolated from the car and considered as bodies connected by joints, moved by forces and constrained by stoppers. The dynamic behaviour of the systems was predicted when submitted to input exclusively from the ground. The Finite Element Method is already considered a very powerful simulation tool. In order to study the method, a full vehicle model was built and submitted to quasi-static and dynamic inputs. Both implicit and explicit methods were used to simulate different situations. The vehicle had its structural performance analysed related to durability and safety aspects. The last analysis that shows the fusion of methods is possible using dedicated computational tools to simulate the passenger kinematics by using an encrypted dummy and an airbag model under a deceleration pulse as input. AlI the results were compared to experimental and benchmark results. Also the difficulties emerged from each tool were pointed out in order to define which is the most appropriate within the development context.
 
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Publishing Date
2017-04-11
 
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