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Materiais e Forças de Atrito Luiz Antônio Righi. Modelagem do veículo Formas de projeto: – Tentativa e erro – Projeto pré-determinado – Modelagem e experimentação.

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1 Materiais e Forças de Atrito Luiz Antônio Righi

2 Modelagem do veículo Formas de projeto: – Tentativa e erro – Projeto pré-determinado – Modelagem e experimentação científica Os três tipos se aplicam no EVE Vamos destacar a metodologia científica Começa pela quantificação das forças e propriedades dos materiais

3 Materiais e técnicas Ferro, alumínio, madeira, bambu, plástico … Resistência dos materiais Propriedades: densidade, opacidade … Técnicas de trabalho – Corte – Furos, parafusos e rebites – Soldagem …. – Nós, emendas e colagens ….

4 Pesagem do EVE Pode-se pesar um EVE de duas maneiras: – Após construir e término do projeto; ou, – Antes de iniciar a construir o protótipo. A pesagem de projeto é a mais importante, e pode ser feita com uma tabela, que pode ser de conhecimento de toda a equipe, pois quanto mais cabeças pensando, maior é a chance de obter um bom resultado!tabela

5 Arraste Aerodinâmico (Aerodinamic Resistance) Hummer H2 SUV, C D =0,64 http://en.wikipedia.org/wiki/Nuna, C D = 0,07

6 Fundamentos de mecânica dos fluidos Força = pressão x área Força de sustentação L Força de arraste D (drag) C D =coef. de arraste

7 Arraste aerodinâmico Objeto CDCD Aerofólio0,05 Toyota Camry0,28 Ford Focus0,32 Honda Civic0,36 Ferrari Testarossa0,37 Dodge Ram pickup0,43 Esfera0,45 Hummer H2 SUV0,64 Bicicleta0,90 Pára-quedas (horizontal)1,0 Placa Plana Circular1,12

8 Simulação no ANSYS:

9 Sobre o arraste: Dependente dos acabamentos e detalhes Podem ser feitos Maquetes ou Mock-ups para ensaios em túneis de vento Podem ser feitos testes de campo (+ eficaz) Considerou-se o modelo em que a força é dependente do quadrado da velocidademodelo

10 Atrito de Rolagem (Rolling Resistance) Pneu Verde: Por oferecer menor resistência à rolagem, ele contribui, em média, para uma redução de 5% no consumo e de até 15% na emissão de gás carbônico (CO2). A diferença principal está na aplicação de sílica na borracha, no lugar do costumeiro negro de carbono. No aspecto ecologicamente correto, esta sílica é extraída da casca do arroz. (http://extra.globo.com/noticias/economia/atrito-de- leve-10594723.html#ixzz31poks9kp)http://extra.globo.com/noticias/economia/atrito-de- leve-10594723.html#ixzz31poks9kp

11 Sobre o atrito nos pneus: Como é possível que um pneu tendo apenas 30 lb/pol² de pressão consiga suportar um carro com mais de 1 tonelada? Qual a força necessária para que um pneu role na rodovia? Qual é a perda num pneu? Por que os pneus esquentam quando o carro se movimenta, e quais os problemas decorrentes disto?

12 Força que um carro necessita para impulsionar seus pneus na estrada? Se a massa do carro for 1814 kg e os pneus tenham um coeficiente de atrito de rolamento igual a 0,015, – a força é igual a 1814 x 0,015, ou seja 27,21 kgf. A potência correspondente a esta força é igual à força vezes a velocidade. – A 121 km/h os pneus estão usando 11,8 cv – A 89 km/h os pneus consomem 8,7 cv. Toda esta potência está sendo transformada em calor. A maioria vai para os pneus, mas parte dela vai para a estrada (o pavimento também se deforma um pouco quando o carro rola sobre ele). É uma das maiores perdas de um EVE.perdas de um EVE

13 Contato pneu-solo Examine os pneus de um carro, e note que eles, de fato, não são perfeitamente arredondados. Existe um lugar plano na base onde os pneus se apoiam na pista. Este local plano é denominado contato pneu-solo. O pneu com pouca pressão, ou sobrecarregado, é menos arredondado do que o pneu inflado adequadamente.

14 Coeficiente de atrito de rolamento Tipo de pneu Coeficiente de atrito de rolamento Pneus com baixa resistência de rolamento 0,006 - 0,01 Pneus comuns para automóveis 0,015 Pneus de caminhão0,006 - 0,01 Roda de trem0,001 Pneu comum bicicleta BMX http://en.wikipedia.org/wiki/Rolling_resistance 0,0055 Pneus PAC CAR II (6 bar)0,00081

15 Rolling resistance of bike tires http://www.terrymorse.com/bike/rolres.html

16 Medição do atrito de rolagem Fazer algum protótipo bem simples (sem motor, sem carenagem...) Colocar e testar os freios, de preferência! Pesar o veículo com piloto (massa bruta) Escolher uma trajetória ( descidinha ) qualquer Monitorar o percurso (tempo x distância), com reed switch e microproc. Simular e ajustar o gráfico para o C r. Simular e ajustar o gráfico para o C r Este teste já inclui geometria!!


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