Título: MODELAGEM DE UM SISTEMA DE CONTROLE SEMIATIVO DE VIBRAÇÕES APLICADO A SUSPENSÃO AUTOMOTIVA

Autoria de: Daniel de Oliveira Carvalho

Orientação de: Wander Gustavo Rocha Vieira

Presidente da banca: Wander Gustavo Rocha Vieira

Primeiro membro da banca: Henrique Leandro Silveira

Segundo membro da banca: Belisario Nina Huallpa

Palavras-chaves: Smart-spring, controle, modelagem, conforto, estabilidade

Data da defesa: 19/11/2021

Semestre letivo da defesa: 2021-1

Data da versão final: 03/12/2021

Data da publicação: 03/12/2021

Referência: Carvalho, D. d. O. MODELAGEM DE UM SISTEMA DE CONTROLE SEMIATIVO DE VIBRAÇÕES APLICADO A SUSPENSÃO AUTOMOTIVA. 2021. 69 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021.

Resumo: Este trabalho tem como objetivo o estudo da aplicabilidade do conceito de smart-spring em suspensões automotivas. Para sua execução, foi realizada uma revisão bibliográfica permitindo a compreensão das diferentes classificações de suspensões automotivas, técnicas de controle de vibrações, modelos matemáticos mais comumente utilizados e metodologias de análises do desempenho da suspensão. O trabalho se concentrou na análise do desempenho de modelos matemáticos em relação ao conforto e estabilidade por meio das Funções de Resposta em Frequência (FRFs) e de índices de conforto e estabilidade para suspensões automotivas. Assim, foi proposto um modelo de suspensão semiativa baseado no conceito de smart-spring utilizando a técnica de controle ISS para um quarto de veículo em um sistema massa-mola-amortecedor. Neste modelo, a massa suspensa representou o chassi, enquanto a massa não suspensa representou o conjunto roda-pneu. A aplicação da smart-spring na massa suspensa teve como objetivo a melhora no conforto percebido por meio da redução da vibração no chassi do veículo. Baseado na técnica ISS foram definidos os 3 estados de funcionamento do modelo semiativo. Assim, os parâmetros dos elementos da suspensão e as equações de movimento do modelo foram definidos e implementadas no software MATLAB. Como excitação do modelo foi utilizado uma representação do perfil vertical da rodovia a partir de uma onda senoidal de amplitude unitária em diferentes frequências. Em seguida, foi desenvolvida uma rotina computacional no MATLAB a fim de realizar a solução dessas equações de movimento de acordo com cada estado do modelo. As equações de movimento foram escritas em espaços de estados e utilizado integração numérica para solução das equações diferenciais. Como referência de comparação foi utilizado um modelo passivo, já validado na literatura, a fim de avaliar os efeitos da smart-spring. A partir dos resultados obtidos na simulação foi feita a análise do comportamento do modelo tanto em vibração livre quanto na resposta à vibração forçada. O modelo semiativo apresentou atenuação da vibração de maneira mais acentuada que o modelo passivo. Além disso, a amplitude do deslocamento máximo para as diferentes frequências de excitação foi reduzida para o modelo semiativo. Após, foram obtidas as FRFs para o chassi e para o conjunto roda-pneu. A primeira FRF foi orientada para a análise do conforto (vibração do chassi) enquanto a segunda, para a estabilidade (deflexão vertical do pneu). Considerando os parâmetros previamente selecionados, o modelo semiativo apresentou menor amplitude de deslocamento do chassi. Afim de avaliar os efeitos da rigidez e da massa do ramo de carga auxiliar, esses parâmetros foram variados e obtidas as FRFs e índices de desempenho para cada configuração. A partir da análise dos resultados, foi possível definir a melhor configuração de parâmetros, dentre os selecionados, para o modelo semiativo. Tal configuração apresentou um aprimoramento de aproximadamente 10,2 pontos percentuais no índice de conforto para um mesmo nível de estabilidade. Concluiu-se, então, que a aplicação do conceito de smart-spring para os parâmetros selecionados resulta em redução do nível de oscilação percebido no chassi do veículo sem impactar significativamente a estabilidade.

URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
engenharia_mecanica/20211201610475

URI alternaviva: repositorio.ufla.br/handle/1/54363

Curso: G032 - ENGENHARIA MECÂNICA (BACHARELADO)

Nome da editora: Universidade Federal de Lavras

Sigla da editora: UFLA

País da editora: Brasil

Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso

Nome da língua do conteúdo: Português

Código da língua do conteúdo: por

Licença de acesso: Acesso aberto

Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras

URI da licença: repositorio.ufla.br

Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br

Detentores dos direitos autorais: Daniel de Oliveira Carvalho e Universidade Federal de Lavras

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