Título: ANÁLISE DO EFEITO DAS INCERTEZAS EM UM CHASSI AUTOMOTIVO OTIMIZADO PELO MÉTODO MOGA UMA ABORDAGEM ATRAVÉS DO MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS ESTOCÁSTICOS

Título alternativo: ANALYSIS OF THE EFFECT OF UNCERTAINTIES IN AN AUTOMOTIVE CHASSISS OPTIMIZED BY THE MOGA METHOD AN APPROACH THROUGH STOCHASTIC FINITE ELEMENT METHOD

Autoria de: Luis Felipe Diniz de Rezende Meireles

Orientação de: Francisco Scinocca

Presidente da banca: Francisco Scinocca

Primeiro membro da banca: Henrique Leandro Silveira

Segundo membro da banca: Fabio Lucio Santos

Palavras-chaves: Simulação, Carroceria Automotiva, Elementos Finitos, Otimização, Incertezas

Data da defesa: 20/07/2023

Semestre letivo da defesa: 2023-1

Data da versão final: 25/07/2023

Data da publicação: 25/07/2023

Referência: Meireles, L. F. D. d. R. ANÁLISE DO EFEITO DAS INCERTEZAS EM UM CHASSI AUTOMOTIVO OTIMIZADO PELO MÉTODO MOGA UMA ABORDAGEM ATRAVÉS DO MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS ESTOCÁSTICOS. 2023. 119 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2023.

Resumo: Os veículos automotivos são compostos de sistemas diversos, cada um com uma função específica, e o conjunto deles define o comportamento do veículo. O chassis, que é um componente veicular, tem a função de suportar todos os outros componentes automotivos. O chassis é crucial para a dirigibilidade e a segurança dos ocupantes devido à sua rigidez estrutural à torção e flexão. Além disso, o chassis também é responsável pelo conforto acústico e de direção, ergonomia e performance dinâmica do veículo. Para projetar um chassis que atenda as normas de homologação e as expectativas do mercado automotivo, muitas variáveis devem ser consideradas. A massa dos componentes é uma variável essencial, pois o consumo de combustível é diretamente proporcional à massa total do veículo. No entanto, um chassis com massa reduzida pode comprometer outras funções, como a rigidez estrutural à torção e flexão. Este estudo teve como objetivo analisar os efeitos das incertezas sobre um chassis otimizado para minimizar sua massa e maximizar sua rigidez. Utilizando algoritmos genéticos, foram encontradas cinco combinações de parâmetros que apresentaram os melhores resultados de todas as funções objetivo. Os parâmetros mais sensíveis a cada função objetiva foram determinados e uma análise de incertezas foi realizada considerando as variações geométricas dos componentes do chassis em seus processos de fabricação. Os resultados indicaram que as variações geométricas causam alterações no comportamento das funções objetivo. Com a metodologia abordada, a rigidez torcional do chassis foi aumentada em 22,9, já a rigidez flexional apresentou uma melhoria de aproximadamente 29,4. Se tratando de uma estrutura otimizada, os efeitos das incertezas devem ser levados em consideração. Dessa forma foi analisado que ao atribuir valores de tolerâncias geométricas, oriundas dos processos de fabricação de um chassis veicular, aos parâmetros sensíveis da otimização, a tensão equivalente máxima apresentou valores variando de 43 até 56 MPa, enquanto a deformação máxima do chassis variou de 0,81 mm até 0,82 mm aproximadamente. Como estruturas otimizadas apresentam relativamente menores índices de coeficiente de segurança, a análise das incertezas, envolvendo as tolerâncias geométricas dos componentes do chassis, deve ser realizada.

Abstract: Automotive vehicles consist of various systems, each with a specific function, and their combination defines the behavior of the vehicle. The chassiss, as a vehicle component, serves the purpose of supporting all other automotive components. The chassiss is crucial for the drivability and safety of occupants due to its structural rigidity against torsion and bending. Additionally, the chassiss is also responsible for acoustic and driving comfort, ergonomics, and dynamic performance of the vehicle. To design a chassiss that meets homologation standards and the expectations of the automotive market, many variables need to be considered. The mass of the components is an essential variable, as fuel consumption is directly proportional to the total mass of the vehicle. However, a chassiss with reduced mass can compromise other functions, such as structural rigidity against torsion and bending. This study aimed to analyze the effects of uncertainties on an optimized chassiss to minimize its mass and maximize its rigidity. Using genetic algorithms, five combinations of parameters were found that yielded the best results for all objective functions. The most sensitive parameters for each objective function were determined, and an uncertainty analysis was performed considering the geometric variations of the chassiss components in their manufacturing processes. The results indicated that geometric variations cause changes in the behavior of the objective functions. With the approached methodology, the torsional stiffness of the chassiss increased by 22.9, while the flexural stiffness showed an improvement of approximately 29.4. When dealing with an optimized structure, the effects of uncertainties should be taken into account. Thus, it was analyzed that by assigning geometric tolerance values derived from the manufacturing processes of a vehicle chassiss to the sensitive parameters of optimization, the maximum equivalent stress ranged from 43 to 56 MPa, while the maximum deformation of the chassiss varied from approximately 0.81 mm to 0.82 mm. Since optimized structures generally have relatively lower safety coefficient values, the analysis of uncertainties involving the geometric tolerances of the chassiss components should be conducted.

URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
engenharia_mecanica/20231201711883

URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.

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: Luis Felipe Diniz de Rezende Meireles e Universidade Federal de Lavras

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