Análise de um dispositivo de absorção de impacto para a traseira de um ônibus elétrico através de simulação numérica - Menino, Bruno Gabriel (My University, 2022)
The present work aimed to analyze the behavior of the region of the rear structure of an electric bus in a collision situation based on the pendulum test according to resolution No. 629 of CONTRAN (2016) and created mechanisms capable of absorbing the energy generated by the impact in order to guarantee the integrity of the electric traction batteries that are allocated there, preventing possible leaks of flammable electrolytes and even starting a fire if damaged. Studies were carried out on tubular section profiles with triggers for deformation (triggers), called crash boxes (which aim to convert kinetic energy into deformation energy). Seven proposals were created based on authors who studied different concepts on the subject. For the modeling of the proposals, the SolidWorks 2019 software was used and the behavior of each one was numerically evaluated through the ANSYS LS-DYNA software. From these studies, it was possible to obtain reductions of up to 148% regarding Pmax values and an increase of up to 43% of Pmed compared to a square tube of the same cross section. After the individual simulations of the crash boxes, the three best ones were applied to the structure along with load paths that served to direct the residual energy to more rigid regions such as the chassis spars and joining beams between the bodywork. The proposals even converted up to 45% of the kinetic energy into deformation energy and met the approval criteria that was to ensure that no component of the structure touched the batteries during impact, unlike the current structure that failed to damage the batteries. [resumo fornecido pelo autor]
O presente trabalho teve por objetivo analisar o comportamento da região da estrutura traseira de um ônibus elétrico em uma situação de colisão baseado no ensaio do pêndulo conforme resolução Nº 629 do CONTRAN (2016) e criar mecanismos capazes de absorver a energia gerada pelo impacto a fim de garantir a integridade das baterias elétricas de tração que ali estão alocadas, evitando possíveis vazamentos de eletrólitos inflamáveis e até mesmo iniciar um incêndio se danificadas. Foram realizados estudos sobre perfis de seção tubular com gatilhos para deformação (triggers), denominados como crash boxes (que têm por objetivo converter energia cinética em energia de deformação). Foram criadas sete propostas com base em autores que estudaram diferentes conceitos sobre o assunto. Para o modelamento das propostas foi utilizado o software SolidWorks 2019 e avaliado numericamente o comportamento de cada uma através do software ANSYS LS-DYNA. A partir destes estudos foi possível obter reduções de até 148% referente aos valores de 𝑃𝑚𝑎x e o aumento de até 43% de 𝑃𝑚𝑒d em comparação a um tubo quadrado de mesma seção transversal. Após as simulações individuais das crash boxes foram aplicadas as três melhores na estrutura juntamente com caminhos de cargas que serviram para direcionar a energia residual para regiões mais rígidas como as longarinas do chassi e travessas de união entre a carroceria. As propostas chegaram a converter até 45% da energia cinética em energia de deformação e atenderam os critérios de aprovação que era garantir que nenhum componente da estrutura tocasse as baterias durante o impacto, diferente da estrutura atual que falhou de forma a danificar as baterias. [resumo fornecido pelo autor]
Keywords: Engenharia mecânica; Método dos elementos finitos; Baterias elétricas; Ônibus