1 / 85

Revisão da Literatura

Revisão da Literatura. Pneus Forças laterais Forças longitudinais. (4). Sendo: F y = Força lateral C α = Rigidez lateral do pneu = Ângulo de deriva. (3). Sendo: F xmáx. = Força longitudinal μ 0 = Coeficiente de atrito entre pneu e pavimento N = Força normal.

malik-wright
Download Presentation

Revisão da Literatura

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Revisão da Literatura • Pneus • Forças laterais • Forças longitudinais (4) Sendo: Fy = Força lateral Cα = Rigidez lateral do pneu = Ângulo de deriva (3) Sendo: Fxmáx. = Força longitudinal μ0 = Coeficiente de atrito entre pneu e pavimento N = Força normal

  2. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • Tendência decrescente das amplitudes do movimento de um veículo após o término da perturbação • Dirigibilidade é a capacidade e habilidade do conjunto veículo e piloto em sair de uma dada condição de regime permanente para uma outra condição • Regime permanente apresenta acelerações constantes com o tempo • Estabilidade e dirigibilidade são correlacionadas

  3. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • Estabilidade estática • Tendência de um veículo desenvolver forças e torques que se opõem diretamente a uma perturbação instantânea de uma variável de movimento • Estabilidade dinâmica • Resposta temporal da variável de movimento em questão • Estável • Instável • Indiferente

  4. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional

  5. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • Modelo da bicicleta • Simplificação da dinâmica lateral • Dois graus de liberdade • Sentido lateral • Sentido de guinada • Muito usado na área • Não considera a transferência de carga lateral • Não considera os movimentos de rolamento e arfagem • Definições e parâmetros empregados posteriormente em modelos mais elaborados

  6. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • Modelo da bicicleta

  7. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • Equações de Movimento • Representam os movimentos característicos dos veículos • As variáveis de interesse são: • Velocidade longitudinal (u) • Velocidade lateral (v) • Velocidade de guinada (r)

  8. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • Equações de Movimento • As equações com as variáveis de interesse são: • Sendo: • N=Momento resultante de guinada • Y=Força lateral • Iz=Momento de inércia de guinada • m=Massa do veículo • ay=Aceleração lateral (5)

  9. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • Equações de Movimento • Considerando que: • Sendo: • V=Velocidade resultante do veículo • β=Ângulo de escorregamento do veículo • ac=Aceleração centrípeta • R=Raio da curva (6)

  10. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • Equações de Movimento • O ângulo de deriva do pneu traseiro é: (7) • Sendo b a distância do CG ao eixo traseiro

  11. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • Equações de Movimento • O ângulo de deriva do pneu dianteiro é: (8) • Sendo a a distância do CG ao eixo dianteiro

  12. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • Equações de Movimento • As forças laterais nos pneus dianteiros e traseiros são: • Sendo: • Cα=Rigidez lateral dos pneus • f e r=Índices para pneus dianteiros e traseiros, respectivamente (9)

  13. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • As Equações de Movimento são: • Para a força lateral • Para o momento de guinada (10) (11)

  14. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • Derivadas de Estabilidade • Estudo de variáveis separadas • Segundo as equações (10) e (11): • Desta forma: (12) (13)

  15. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • Derivadas de Estabilidade • Comparando (10), (11), (12) e (13): (14)

  16. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • Derivadas de Estabilidade • De acordo com as equações (5), (10), (13) e (11), as equações de movimento pelo método das derivadas são: (15)

  17. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • Derivadas de Estabilidade • Milliken (1995) afirma que as derivadas podem ser relativas ao amortecimento, ao controle ou a uma junção de ambos

  18. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • Gradiente de Esterçamento • Segundo Guillespie (1992), para o regime permanente e considerando o veículo em equilíbrio: • Substituindo (17) em (16): (16) (17) (18)

  19. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • Gradiente de Esterçamento • Assim, a força lateral desenvolvida no eixo dianteiro deve ser Wr/g multiplicada pela aceleração lateral • Guillespie (1992) afirma que o ângulo de esterçamento é dado por: • Sendo: • W=Peso do veículo • δ=Ângulo de esterçamento (21)

  20. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • Gradiente de Esterçamento • O ângulo de deriva pode ser calculado como: (Guillespie 1992) • Substituindo a equação (21) em (19) e (20): (19) (20) (22)

  21. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • O Gradiente de Esterçamento pode ser: • Neutro K=0 (indiferente) • Sobreesterçante K<0 • Subesterçante K>0

  22. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • Margem de Estabilidade • Sendo: • SM=Margem de estabilidade • e=Distância do ponto de esterçamento neutro ao CG • Pelo método das derivadas:

  23. Soma dos Ks

  24. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • Regime Transitório • Análise da resposta temporal do veículo • Instável (movimentos amplificados) • Indiferente • Estável (movimentos amortecidos)

  25. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • Regime Transitório • Frequência natural não amortecida • Fator de amortecimento (37) (38)

  26. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • Regime Transitório • Fator de amortecimento • (a) =0 Ocorre quando a constante de amortecimento é zero • (b) 0< <1 Denominado subamortecido ou oscilatório amortecido • (c) =1 O sistema é chamado de amortecido crítico. A massa retornará a posição inicial sem oscilar em torno dela • (d) >1 Sobreamortecido. A massa retornará a posicão inicial sem oscilar, porém mais lento do que o amortecido crítico

  27. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • Regime Transitório • Fator de amortecimento

  28. Inércia Coeficiente de Amortecimento Constante da Mola Sistema massa-mola-amortecedor m C K’ 2 graus de liberdade na notação das derivadas Iz 2 graus de liberdade em parâmetros físicos das derivadas Iz Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • Regime Transitório • Fator de amortecimento • Segundo Milliken (1995)

  29. Revisão da Literatura • Estabilidade Direcional • Regime Transitório • Fator de amortecimento • A frequência natural e o fator de amortecimento pode ser calculado como: (39) (40)

  30. Metodologia • Estabilidade Direcional • Equações de Movimento • Considerando... • k=Raio de giração que descreve o momento de inércia de guinada em relação ao eixo vertical • V=Velocidade de deslocamento do veículo • β=Ângulo de escorregamento da carroçaria • r=Velocidade de guinada • Y1,Y2,Y3,Y4=Forças laterais para cada pneu conforme índice subscrito na figura

  31. Metodologia • Estabilidade Direcional • Equações de Movimento • As equações de movimento para uma curva plana são: (51)

  32. Metodologia • Estabilidade Direcional • Dados iniciais • Peso do veículo (W) • Aceleração da gravidade (g) • Bitola (d) • Distância do CG ao eixo dianteiro (a) • Altura do CG acima do solo (h) • Rigidez das molas dianteiras (kf) • Rigidez das molas traseiras e (kr) • Distância entre-eixos (l) • Raio de giração (k) • Momento de inércia de guinada (Izz) • Velocidade final do teste(V) • Raio da curva (R)

  33. Metodologia • Estabilidade Direcional • Dados iniciais referentes a pneu são: • Pressão interna dos pneus dianteiros (pf) • Pressão interna dos pneus traseiros (pr) • Largura da banda de rodagem do pneu dianteiro (wf) • Largura da banda de rodagem do pneu traseiro (wr) • Diâmetro dos pneus dianteiros (Df) • Diâmetro dos pneus traseiros (Dr) • Rigidez lateral dos pneus dianteiros (Cαf) • Rigidez lateral dos pneus traseiros (Cαr)

  34. Metodologia • Estabilidade Direcional • Peso nas rodas • Devido à aceleração centrípeta há a transferência de carga lateral • A massa suspensa sofre um ângulo de rolamento e as rodas sofrem mudanças de peso • Considerando uma aceleração de , o ângulo de rolamento é: • Sendo • h=Altura do CG em Relação ao solo (52)

  35. Metodologia • Estabilidade Direcional • O Peso dinâmico nas rodas pode ser calculado como: • Sendo • a’=a/l • P=Peso em cada pneu indicado pelo índice subscrito (53)

  36. Metodologia • Estabilidade Direcional • Desempenho dos Pneus • As forças laterais geradas pelos pneus na equação (51) são corrigidas segundo Smiley e Horne (1960) para as não-linearidades dos pneus, considerando: • O diâmetro não defletido do pneu (D) • A largura da banda de rodagem (w) • A pressão de enchimento (p) • A deflexão vertical devido à carga (∆) • O Peso dinâmico sobre o pneu (P) • Este modelo não considera o torque auto-alinhante e o cáster pneumático

  37. Metodologia • Estabilidade Direcional • Desempenho dos Pneus • Segundo Goland e Jindra (1961), o relacionamento entre P e ∆ é assumido linear, portanto: • A equação (54) demonstra as propriedades de pneus carregados com força normal e força lateral variando de acordo com sua deflexão vertical • O coeficiente de desempenho dos pneus (N) pode ser calculado em função de : (54) (55)

  38. Metodologia • Estabilidade Direcional • Desempenho dos Pneus • Para cada pneu é calculado o peso dinâmico (equação 53) • A relação pode ser calculada através da equação (54) • O coeficiente de desempenho dos pneus é calculado pela equação (55) • É possível calcular a força lateral de acordo com o modelo matemático do pneu de Simley e Horne (1960) (56)

  39. Metodologia • Estabilidade Direcional • Desempenho dos Pneus • A segunda parcela da equação (56) [ ] é referente ao ângulo de câmber • O ângulo de deriva dos pneus pode ser calculado de acordo com a equação (57) (57)

  40. Metodologia • Estabilidade Direcional • Margem de Estabilidade (SM) • Sendo • Y12=Soma das forças laterais dos pneus dianteiros • Y34=Soma das forças laterais dos pneus traseiros (58)

  41. Metodologia • Estabilidade Direcional • Polinômio Característico (lugar das raízes) • Estuda a estabilidade inerente ao sistema • Estabilidade estática • Margem de estabilidade estática • Estabilidade dinâmica • Fator de amortecimento dinâmico • Derivada de amortecimento

  42. Metodologia • Estabilidade Direcional • Polinômio Característico • Considera as equações (51), (56) e (57) • Substitui (56) e (57) em (51) formando a equação: • Sendo (60) (61)

  43. Metodologia • Estabilidade Direcional • Polinômio Característico • De (60) a (61) segue o polinômio característico • Sendo (62) (63) (64) (65)

  44. Metodologia • Estabilidade Direcional • Polinômio Característico • As raízes do polinômio podem ser reais e da forma complexa , e representada no tempo por: • Quando a parte real tiver sinal negativo, o veículo é estável; se o sinal for positivo, o veículo é instável • Se a parte imaginária for zero, a resposta dinâmica do sistema é exponencial amortecida (sobreamortecida) • Quando a raiz é um par complexo, a resposta dinâmica do veículo é oscilatória (subamortecida) • Sua grandeza depende tanto da frequência natural amortecida quanto do fator de amortecimento (66)

  45. Metodologia • Estabilidade Direcional • Frequência natural • Fator de amortecimento • Sendo

  46. Metodologia • Estabilidade Direcional • Derivadas • Momento de inércia de guinada • Sendo • c=Distância do CG à extremidade dianteira do veículo • d=Distância do CG à extremidade traseira do veículo • e=Largura total do veículo (67) (68) (69)

  47. Metodologia • Estabilidade Direcional • Veículo Genérico • Veículo de tração 6x2

  48. Metodologia • Estabilidade Direcional • Veículo Genérico • A=5170mm (Distância do eixo dianteiro ao primeiro eixo traseiro) • B=10344mm (Comprimento do veículo) • G=1332mm (Balanço dianteiro) • H=2482mm (Balanço traseiro) • L=1430mm (Distância do eixo dianteiro ao início do equipamento) • M=210 (Ângulo de entrada) • N=170 (Ângulo de saída)

  49. Metodologia • Estabilidade Direcional • Veículo Genérico – Dados de entrada • Peso do veículo vazio (W)=6400kgf • Aceleração local da gravidade (g)=9,8m/s2 • Bitola (d)=1880mm • Distância do CG ao eixo dianteiro (a)=3070mm • Altura do CG (h)=900mm • Rigidez das molas dianteiras (kf)=610.000N/m • Rigidez das molas traseiras (kr)=675.000N/m • Distância entre-eixos (l)=5850mm • Velocidade máxima da simulação (V)=27,78m/s=100km/h • Raio da curva (R)=30,48m • Pressão interna dos pneus (p)=620kPa • Largura da banda de rodagem dos pneus (w)=254,0mm • Diâmetro dos pneus (D)=1016,0mm • Rigidez lateral dos pneus (Cα)=60,00

  50. Metodologia • Estabilidade Direcional • Equipamento Genérico • “furgão sobre chassis” • Comprimento=9000mm • Largura=2600mm • Altura=3050mm • Peso=2500kgf

More Related