Dinâmica Veicular

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Prof. M.Sc. Fernando Perez Tavares
fernando.perez@uni9.pro.br
fernandoperez21@gmail.com
 4.1 Vibrações para modelo de 1/4 de veículo
Prof. M.Sc. Fernando Perez Tavares
• Os veículos ao se locomover estão sujeitos a experimentar vibrações
externas e internas
• Essas vibrações são transmitidas para os passageiros
• As vibrações podem ser separadas entre dois grupos:
• De 0 Hz até 25 Hz: Afeta a dirigibilidade do veículo e o conforto
dos passageiros
• De 25 Hz até 20 kHz: Ruído audível que afeta o conforto do
passageiro
 4.1 Vibrações para modelo de 1/4 de veículo
Prof. M.Sc. Fernando Perez Tavares
• A suspensão desempenha um papel fundamental na isolação das
vibrações do veículo, melhorando o conforto dos passageiros e a
integridade da estrutura
• Ela também aumenta a segurança já que proporciona uma melhor
condição de aderência entre o pneu e a pista
• Os veículos podem ser modelados de forma simples, com 1 ou 2 graus
de liberdade, ou através de simulações em computadores, chegando a
possuir 18 graus de liberdade.
 4.1 Vibrações para modelo de 1/4 de veículo
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• Podemos simplificar o veículo para um modelo massa-mola
representando ¼ do veículo, mas com todas as suas propriedades
• Não é o objetivo desta disciplina explicar a fundo as equações de
vibrações de modelos massa-mola (já foi visto em vibrações)
• A rigidez do pneu está representada pela mola com valor “Kt”
• A rigidez da suspensão do veículo está representada pela mola com
valor “Ks”
 4.1 Vibrações para modelo de 1/4 de veículo
Prof. M.Sc. Fernando Perez Tavares
• Modelo de ¼ de veículo:
 4.1 Vibrações para modelo de 1/4 de veículo
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• O amortecimento da suspensão do veículo está representado pelo
amortecedor com valor “Bs”
• A massa suspensa do veículo está representada pelo bloco com valor
“Ms”
• A massa não-suspensa é toda a massa que está acima do pneu, mas
fica abaixo da mola da suspensão
• Geralmente essa massa é obtida somando as massas dos pneus, braços
de suspensão e outras partes da suspensão
• No desenho está representada pelo bloco com o valor “Mu"
 4.1 Vibrações para modelo de 1/4 de veículo
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• Para o modelo acima, podemos calcular a rigidez vertical efetiva pela
associação em série das molas (suspensão + Pneu)
• Essa rigidez é conhecida como “ride rate” e pode ser calculada por:
• Para calcular a frequência natural vertical de cada quarto de veículo
utilizamos:
 4.1 Vibrações para modelo de 1/4 de veículo
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• Para calcular a frequência natural amortecida do veículo, utilizamos:
• Onde a razão de amortecimento pode ser calculada por:
 4.1 Vibrações para modelo de 1/4 de veículo
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• Existe um limite prático para a frequência natural amortecida.
• Ela deve ser menor do que 2π rad/s ou 1 Hz
• Geralmente encontramos valores entre 1 Hz e 1,5 Hz
• Para veículos esportivos o valor fica entre 2 Hz e 2,5 Hz, o que causa
uma piora no conforto
• Uma coisa que também deve ser levada em conta é a deflexão total da
mola e o espaço de trabalho disponível
• Geralmente os veículos possuem entre 125 mm e 200 mm de espaço
para a mola trabalhar
 4.1 Vibrações para modelo de 1/4 de veículo
Prof. M.Sc. Fernando Perez Tavares
Ex: Calcule a frequência natural amortecida de um veículo que possui as
seguintes características:
• Ks = 26.866 N/m
• Kt = 200 N/mm
• Massa suspensa = 241,9 kg
• Razão de amortecimento = 0,4