Abstrato
O modelo tridimensional da roda foi projetado usando CATIA. Em seguida, o modelo 3D no formato IGES foi importado para o ANSYS. No presente trabalho, foi feita uma análise estática detalhada – deslocamento, tensões vonmises máximas e mínimas e análise de fadiga do aro da roda sob cargas radiais. A aplicação do método dos elementos finitos para analisar a distribuição de tensões e a vida útil em fadiga do aro da roda foi resumida.
Introdução
O aro de uma roda é o desenho circular externo do metal no qual a borda interna do pneu é montada em veículos como automóveis. A análise do aro da roda feito com materiais como liga de alumínio, liga de aço, aço forjado e liga de magnésio é feita para resistência à fadiga. O método dos elementos finitos é uma ferramenta poderosa ou o procedimento numérico para obter soluções para muitos dos problemas encontrados na análise de engenharia. Neste método de análise, uma região complexa que define um continuum é discretizada em formas geométricas simples chamadas elementos finitos. O domínio sobre o qual a análise é estudada é dividido em um número de elementos finitos.
As propriedades do material e a relação de governo são consideradas sobre esses elementos e expressas em termos de valores desconhecidos no canto do elemento.
Na análise estática do aro da roda serão aplicadas restrições na circunferência do aro.
A análise de fadiga é feita no software de fadiga MSC, usa resultados de tensão ou deformação de modelos de elementos finitos (FE). O uso da fadiga MSC traz a análise de fadiga para a frente no processo de design para fabricação e cria um ambiente MCAE para gerenciamento de durabilidade integrado.
Análise do aro da roda
Análise detalhada análise estática – deslocamento, tensões vonmises máximas e mínimas e análise de fadiga do aro da roda sob cargas radiais. Consideramos o aço, liga de alumínio e magnésio, aço forjado para análise as etapas seguintes
Propriedades dos materiais
Liga de aço:
- Módulo de Young (E) =2,34*105 N/mm2
- Tensão de escoamento = 240 N/mm2
- Densidade =7800kg/m3
Liga de alumínio:
- Módulo de Young (E) =72000 N/mm2
- Tensão de escoamento = 160 N/mm2
- Densidade =2800kg/m3
Modelo de aro de roda
SOLID45 é usado para modelagem 3D de estruturas sólidas. O elemento é definido por oito nós com três graus de liberdade em cada nó: translações nas direções nodais x, y e z.
Projeto e Análise de Aro de Roda Usando Método de Elementos FinitosDiâmetro externo-450 mm
Diâmetro do furo do cubo – 150 mm
Diâmetro do furo do parafuso – 20 mm
Largura do aro-254 mm
Conclusão
Em liga de aço, o número de ciclos para falha é maior do que em liga de alumínio, liga de magnésio e aço forjado. Portanto, a liga de aço é mais viável para ser usada em aros de roda do que outros materiais. Uma otimização adicional da espessura do material para reduzir o consumo de material pode ser feita e podemos melhorar a vida útil do componente usando uma abordagem avançada de vida útil de deformação por fadiga.
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