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Título: Análise estrutural de um chassi de protótipo de eficiência energética pelo método dos elementos finitos
Autor(es): Carlesso, Jean Leonel
Orientador(es): Santos, Rodrigo Villaca
Palavras-chave: Método dos elementos finitos
Engenharia de estruturas
Análise numérica
Engenharia de protótipos
Finite element method
Structural engineering
Numerical analysis
Prototypes, Engineering
Data do documento: 13-Nov-2015
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Referência: CARLESSO, Jean Leonel. Análise estrutural de um chassi de protótipo de eficiência energética pelo método dos elementos finitos. 2015. 36 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2015.
Resumo: Eficiência energética é um termo muito abordado nos dias de hoje, assunto este presente em diversas pesquisas, este trabalho apresenta uma análise estrutural do chassi de um protótipo de eficiência energética através do método dos elementos finitos, com foco na redução de peso da estrutura assim como garantir quanto a integridade estrutural. Um protótipo de eficiência energética é construído especificamente para participação de competições universitárias, sendo estas para as universidades brasileiras a Maratona da eficiência energética em São Paulo, Brasil e a Shell Eco-marathon em Detroit, EUA. O presente trabalho trata da forma como são formulados modelos de elementos finitos é de extrema importância para a análise, influenciando diretamente na eficiência de cálculo. A formulação da matriz de rigidez depende das características dos elementos, estes possuem casos aplicáveis para cada situação, buscando assim a determinação de um elemento aplicável ao caso com menor formulação matemática. Os passos para a execução de um problema parte da discretização da estrutura, até a determinação dos deslocamentos nodais. Para determinar os resultados de massa e tensão as propriedades conhecidas dos materiais utilizados em combinação com estes deslocamentos são necessárias. O carregamento aplicado a estrutura é aproximado de forma a buscar o mais próximo da realidade, mas mantendo a simplicidade na análise para obter resposta em curto intervalo de tempo, transformando carregamento dinâmico em estático, para não utilizar condições dependentes do tempo e não linearidades. Assim a análise do chassi é realizada com diversos perfis estruturais comerciais, buscando a combinação de melhor resultado em termos de redução de massa mantendo a resistência mecânica da estrutura.
Abstract: Energy efficiency is a much discussed term these days, issue this present in several studies, this work presents a structural chassis analysis of an energy efficiency prototype through the finite element method, focusing on the structure weight reduction as well as ensure as failure. An energy efficiency prototype is built specifically to participate in university competitions, which are to Brazilian universities Maratona da Eficiência energética in São Paulo, Brazil and the Shell Eco-marathon in Detroit. This paper deals with the way they are formulated finite element models is of utmost importance for the analysis, directly influencing the calculation efficiency. The formulation of the stiffness matrix depends on the characteristics of the elements, these have cases applicable to each well seeking determining an element applicable to the case with lower mathematical formulation. The steps for implementing a problem of the discretization of the structure until the determination of the nodal displacements. To determine the mass results and tension the known properties of the materials used in combination with such displacements are necessary. The load applied to the structure is approached in order to get as close to reality while maintaining simplicity in the analysis for response in short time, turning dynamic loading in static, not to use time-dependent conditions and nonlinearities. So the chassis analysis is performed with various commercial structural shapes, seeking the combination of better results in terms of weight reduction while maintaining the mechanical strength of the structure.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5571
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