Método para a análise de vida em fadiga em chassi de implementos rodoviários a partir de densidades espectrais de potência
Data
2022-06-23Autore
Costa, Felipe Acordi
Orientador
Corso, Leandro Luís
Metadata
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Essa dissertação apresenta o desenvolvimento de um método para a análise de vida em fadiga
em chassi de implementos rodoviários a partir de densidades espectrais de potência. Para isso
foram utilizados sinais de acelerômetros triaxiais e uniaxiais posicionados em dez pontos de
um chassi do implemento rodoviário, percorrendo variados tipos de pistas. Também foi
utilizado um modelo de elemento finitos do chassi que foi disponibilizado pela empresa
patrocinadora para a realização da pesquisa. Dentro do método proposto, três tipos de análises
foram realizados: a análise operacional modal; análises harmônica e modal; e análise de vida
em fadiga. Para a realização da análise operacional modal, os sinais foram tratados com filtros
de passa baixas e de janelas e convertidos para o domínio da frequência. Como resultado, os
dados modais referentes ao implemento são inseridos como propriedades de um modelo virtual
de chassi em elementos finitos para obter funções de resposta de frequências através das
análises harmônica e modal. Também se criou uma matriz de densidades espectrais de potência
a partir das acelerações obtidas para que, juntamente das funções de resposta de frequências e,
a partir de técnicas de cálculo de tensão (von Mises e Plano Crítico), os momentos espectrais
são obtidos. Para obter as funções de probabilidade de densidade foram utilizados métodos de
Dirlik ou Tovo-Benasciutti utilizando os momentos espectrais para, a partir das funções de
probabilidade de densidade juntamente com curvas S-N, para calcular a vida em fadiga. A vida
em fadiga foi calculada no domínio do tempo e da frequência para dois modelos de chassi, um
simplificado e um completo. O modelo simplificado apresentou resultados aproximados em
ambos os domínios, no domínio do tempo a pior vida se deu em 11.200 km e no domínio da
frequência, 8.900 km. O modelo completo houve uma variação nos resultados, no domínio do
tempo se obteve 847.000 km e no domínio da frequência 0.05 km. Futuros trabalhos para a
obtenção de resultados mais precisos incluem: mais coletas em testes de durabilidade incluindo
strain gauges; análises experimentais modais em cenários controlados; e avaliações de tensões
residuais. [resumo fornecido pelo autor]