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Dissertação do TCC - O GVA - Universidade Federal do Pará

1. 98 6 11 Valores das Press es Globais ceee eee eee errar e errar e career e near t era re nada 103 XX RESUMO Como forma de possibilitar maior autonomia para a movimenta o dos deficientes f sicos o Grupo de Vibra es e Ac stica GVA da Universidade Federal do Par UFPA prop e se a desenvolver um ve culo motorizado para o transporte de deficientes f sicos Isso faz parte do projeto intitulado Desenvolvimento de um Ve culo Motorizado para o Uso de Deficientes F sicos Este projeto est dividido em duas etapas a primeira visa analisar e propor um ve culo melhorado a partir do estudo e da an lise de um modelo j existente no mercado a segunda visa projetar e desenvolver um novo ve culo O presente Trabalho de Conclus o de Curso tem como objetivo auxiliar no desenvolvimento da primeira etapa desse projeto a partir da an lise num rica te rica e at algumas vezes experimental de diversos componentes do ve culo antigo motor silenciador etc al m de analisar o comportamento em recintos fechados e as caracter sticas f sicas t cnicas e de mobilidade do mesmo Para as an lises num ricas foi utilizado o SoftWare ANSYS 6 0 e para as an lises te ricas foram desenvolvidas rotinas computacionais no software MathCad Foram realizadas an lises da estrutura do ve culo do sistema de escapamento e referentes ao comportamento do ve culo em recintos fechados onde se obs
2. O a Material Utilizado 4 RodaTraseira Modelo WalkMachine unid 8 Correia VZ700WM__ Iwmid 9 Correia O A 7 Iid Eixo Usinado Pneu C mara Arruelas de Reten o b Procedimento Construtivo Cortar o tubo de 28 mm Item 1 conforme demonstrado na Figura 2 41 Do O a izje 289 Figura 2 41 Esquema de corte do tubo de 28 mm ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 136 Cortar os eixos dianteiros Item 2 de modo a ficarem de acordo como mostra a Figura 2 42 Figura 2 42 Esquema de corte dos eixos dianteiros da WalkMachine Soldar os eixos dianteiros j cortados item 2 nos tubos de 28 mm Item 1 conforme o esquema da Figura 2 43 TUBO 28 MM Figura 2 43 Soldagem dos eixos traseiros no tubo de 28 mm c Acabamento e Pintura Fazer o acabamento das rebarbas de todas as soldas utilizando lixadeira e ou esmeril Remover ferrugens e outras impurezas das superf cies met licas com Lixa D Agua 180 para posterior pintura Pintar com Tinta Sint tica Brilhosa como sugest o de cor Preto Cadillac Sint tico d Montagem dos Componentes Acoplar os rolamentos 6202 Z Item 6 juntamente com o eixo usinado Item 12 no tubo de 43 mm do volante do ve culo conforme a Figura 2 44 Ter cuidado de deixar a parte blindada do rolamento para fora Figuras 2 44 Montagem dos rolamentos no volante do ve culo ANEXOS 2 Manual
3. barra sob tra o modelada por tr s elementos de barra isto EM EA i Li Li B B L L L Ls u PBR E4 E E4 EA lu Ra Es L L L L Ug 0 E E A L L3 A matriz obtida E4 EA L L L L L L O EA Ed Bl Edy A L L L L 0 0 E A E A CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I 57 denominada de matriz de rigidez global de uma estrutura ou de uma combina o de elementos O vetor F fpo l P P Pk P 6 5 23 denominado de vetor carga da estrutura O vetor fu o vetor global de deslocamentos nodais ou vetor solu o do problema Para o caso particular em que a barra sob tra o foi discretizada por elementos iguais ou seja com a mesma rea de se o transversal o mesmo comprimento e o mesmo material a matriz de rigidez global pode ser escrita como 1 1 0 0 Ko EA 1 2 1 0 Elo alo 2 al 0 0 1 1 5 24 onde pode se notar similarmente ao observado na Equa o 5 22 que a matriz obtida sim trica e apresenta valores n o nulos apenas na diagonal principal e nas diagonais adjacentes a esta caracterizando o que se chama de matriz banda Estas duas propriedades facilitam a solu o do sistema de equa es simult neas representado pela Equa o 5 21 Ao analisar a estrutura discretizada v se que na aus ncia de for as distribu das ao longo dos elementos e interpretando as for as nodais como carregamentos concentrados aplicados ao
4. A cadeira foi tamb m submetida a um teste com uma configura o similar a mostrada na Figura 4 19 em que ela equilibrada em um perfil triangular de a o com objetivo de atestar os resultados obtidos experimentalmente pelo menos no que diz respeito coordenada x do C G Figura 4 19 Teste do C G A posi o DG em rela o ao ponto 0 0 0 obtida foi igual a 0 56 m para o caso do ve culo sem o condutor e 0 455 m para o caso do ve culo com o condutor Estes resultados confirmam e validam os resultados obtidos pelo M todo Experimental Quanto as Caracter sticas de Mobilidade temos abaixo na Tabela 4 13 os resultados obtidos pelo programa contido no Anexo 4 para duas dist ncias entre rodas DRI 0 65 m e DR2 1 03 m CAP TULO 4 An lise de Mobilidade do Ve culo CadMot I 48 Tabela 4 13 Caracter sticas de Mobilidade Caracter stica de Caracter stica de 3 1 R em N RM em N RM em N Fmax em N Ou em Gra Amax em m s Ffmax em N Vese em m s Vesilemm s 765 To Comparando os valores das velocidades de tombamento calculadas analiticamente que s o as maiores velocidades poss veis de se realizar uma curva para as situa es apresentadas com os valores das velocidades medidas experimentalmente para uma curva de mesmo raio Tabela 4 5 notamos uma consider vel diferen a entre os mesmos Isso se deve ao fato de que durante os testes quando o condutor
5. ENG MEC NICA UFPA UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAR CENTRO TECNOL GICO COORDENA O DO COLEGIADO DO CURSO DE ENGENHARIA MEC NICA Rodrigo Jos de Andrade Vieira 9702101001 VE CULO PARA O TRANSPORTE DE DEFICIENTES F SICOS AN LISE E MELHORAMENTO 2 Semestre 2001 li UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAR CENTRO TECNOL GICO COORDENA O DO COLEGIADO DO CURSO DE ENGENHARIA MEC NICA Rodrigo Jos de Andrade Vieira 9702101001 VE CULO PARA O TRANSPORTE DE DEFICIENTES F SICOS AN LISE E MELHORAMENTO Trabalho de Conclus o de Curso apresentado ao Colegiado do Curso de Engenharia Mec nica para obten o do grau de Engenheiro Mec nico Orientador a Prof Dr Newton Sure Soeiro 2 Semestre 2001 ill Rodrigo Jos de Andrade Vieira 9702101001 VE CULO PARA O TRANSPORTE DE DEFICIENTES F SICOS AN LISE E MELHORAMENTO Trabalho de Conclus o de Curso apresentado para obten o do grau de Engenheiro Mec nico pela Universidade Federal do Par Submetido banca examinadora do Colegiado constitu da pelos PROFESSORES Prof M Eng Celso Augusto Coelho Membro Prof Dr Carlos Alberto Mendes da Mota Membro Prof Dr Newton Sure Soeiro Orientador Julgado em Conceito 1V Aos meus pais Benevenuto e Rosester Ao meu irm o Rafael Ao meu av Jefferson Ao meu tio Roberto A minha namorada Irene AGRADECIMENTOS Deus intelig ncia suprema causa prim ria
6. Esquema de dobragem e furo da barra de 5 mm de espessura Ajustar as partes que devem ser encaixadas durante a soldagem Tubo 28mm Item 3 de 520 mm de comprimento Tubo 28mm Item 3 de 454 mm de comprimento Metalon Item 1 Chapa Met lica de Esp 6 mm Item 5 Barra Chata de Esp 5 mm item 6 Cortar o suporte do motor item 12 de modo a ficar como na figura abaixo Solda lo na barra chata item 13 na posi o demonstrada na figura 2 34 Suporte do Motor walk Machine Figura 2 34 Corte do suporte do motor e soldagem na barra c Acabamento e Pintura Fazer o acabamento das rebarbas de todas as soldas utilizando lixadeira e ou esmeril ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 134 Remover ferrugens e outras impurezas das superf cies met licas com Lixa D Agua 180 para posterior pintura Pintar com Tinta Sint tica Brilhosa como sugest o de cor Preto Cadillac Sint tico d Montagem dos Componentes Soldar as pe as segundo as Figuras de 2 35 a 2 40 Figura 2 36 Posi o de soldagem do metalon Figura 2 26 Figura 2 35 Posi o e esquema de montagem dos itens 2 e 3 Figura 2 37 Esquema e posi o de montagem das barras do volante Figura 2 38 Posi es de Soldagem ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 135 Figura 2 40 Pe as ap s a soldagem 2 3 PNEUS E SISTEMA DE PROPUL
7. Manopla Direita e Padr o Walk Machine unid Roldana Cabo Acelerador Padr o Walk Machine Tanque Combust vel WM Padr o Walk Machine Ee Filtro Combust vel Padr o Walk Machine Bot o de Parada WM Padr o Walk Machine Padr o dianteiro WM Bagageiro o o G O Fon Bobina oceuniganio Padr o Walk Machine 1 unid Conector Vela Vela de igni o BPM6A Tubula o do Combust vel Dexr 8 mm x Esp 1 5 mm Pincel macio o amido O 6 MANUTEN O A manuten o preventiva de extrema import ncia para a vida til do motor e de sua observ ncia depender o bom funcionamento e a durabilidade do motor a Ferramentas Utilizadas Quantidade Alicate de Bico Chave de Boca n 19 traseiro 4 Chave de Fenda m dia unid 6 Pincelmacio lwid ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 148 6 1 LIMPEZA E LUBRIFICA O DOS COMPONENTES a Rolamentos dos Pneus Traseiros Segue se o Procedimento 6 2 a Pode se ent o remover os rolamentos da roda e limpa los com solvente adequado Lubrificando se os mesmos logo em seguida Adicionando leo graxa nos rolamentos Verificar o estado da fric o roda livre Montando se os componentes seguindo se os passos inversos ao da desmontagem b Rolamentos do Pneu Dianteiro Segue se o Procedimento 6 2 b Pode se ent o remover os rolamentos da roda e limpa los com solvente adequado Lubrificando se os me
8. W Rota o da Manivela rad s Pq Press o no Pist o Figura 3 8 Motor de 1 Cilindro Vertical Mecanismo Biela Manivela A an lise est tica mostra que as for as dos gases somente produzem deslocamento angular no eixo normal ao plano Estas for as n o provocam vibra o de corpo r gido no motor apenas contribuem para a dissipa o de energia Portanto supondo que o motor tenha CAP TULO 3 An lise da Fonte de Ru do e Vibra es Motor 20 sido balanceado para eliminar o efeito das for as horizontais tem se que a for a total na dire o vertical consequ ncia do desbalanceamento reciprocrativo que provoca a vibra o de corpo r gido do motor dada pela Equa o 3 1 abaixo em conformidade com 10 2 F May M a W Cos Wt ma W Cos2W1 6 1 rot Podemos distinguir na Equa o 3 1 uma for a que depende de W prim ria e outra que depende de 2W secund ria como mostrado a seguir nas Equa es 3 2 e 3 3 F matm rW CosWt 3 2 rot lI 2 F m d Cos2Wt 3 3 3 3 1 Dados e Resultados Obtidos Para o calculo da for a relativa ao desbalanceamento reciprocrativo foram nd Pr medidas as massas do conjunto pist o pist o an is de segmento pino etc e a massa alternativa da biela A medida desta massa foi feita pesando se apenas o lado da biela que conectado ao pist o mantendo a na posi o horizontal Figura3 9 e como da
9. bom voc lembrar que al m de ajudar a parar o freio mant m o equil brio Cuidado com os cruzamentos sempre pare e olhe antes de passar Ocupe adequadamente seu espa o nas ruas e nunca divida a mesma faixa com outros ve culos Boa Viagem 8 EQUIPE T CNICA Orientador e Newton Sure Soeiro Prof Dr do Departamento de Engenharia Mec nica da Universidade Federal do Par UFPA Colaboradores e Alex Ferraz Aluno do Curso de Gradua o em Engenharia Mec nica da Universidade Federal do Par UFPA 5 Semestre e Carlos Cordeiro Aluno do Curso de Gradua o em Engenharia Mec nica da Universidade Federal do Par UFPA 5 Semestre e J nio Katasho Aluno do Curso de Gradua o em Engenharia Mec nica da Universidade Federal do Par UFPA 7 Semestre e Rodrigo Vieira Aluno do Curso de Gradua o em Engenharia Mec nica da Universidade Federal do Par UFPA 10 Semestre Participante Volunt rio e Thiago Pinto Aluno do Curso de Gradua o em Engenharia Mec nica da Universidade Federal do Par UFPA 5 Semestre
10. 1 INTRODU O Mais leve mais forte mais manej vel a cadeira de rodas constitui para o deficiente um instrumento insubstitu vel de autonomia apreciado e muitas vezes preferido as rteses ambulat rias Mesmo assim muitos deficientes n o t m a oportunidade de se locomover de forma segura e aut noma pois os ve culos existentes no mercado principalmente os motorizados t m um alto custo de aquisi o Como forma de possibilitar maior autonomia e independ ncia aos deficientes f sicos o Grupo de Vibra es e Ac stica do Departamento de Engenharia Mec nica da Universidade Federal do Par prop e se a desenvolver um ve culo motorizado para uso de deficientes f sicos que permita adapta o de acess rios opcionais de acordo com as limita es de seu usu rio que possa ser utilizado como meio de transporte seguro e confort vel em diversas condi es de terreno e que seja equipado com assento articulado permitindo que o usu rio se coloque em postura ortost tica em p e seja capaz de alcan ar objetos em alturas elevadas al m de evitar diversos problemas de sa de Isso faz parte de um projeto desenvolvido no Departamento de Engenharia Mec nica intitulado Desenvolvimento de um Ve culo Motorizado para o Uso de Deficientes F sicos que est dividido em 2 duas etapas A primeira etapa preocupa se em estudar um ve culo motorizado j utilizado por alguns deficientes f sicos e que apresenta in meros problemas ta
11. CAP TULO 6 An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento 101 do Ve culo em Recintos Fechados Figura 6 50 Configura o da Calota ISO 3745 1977 Figura 6 52 Configura o da Calota Coordenadas ISO 3745 1977 CAP TULO 6 An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento 102 do Ve culo em Recintos Fechados Para a medi o da press o sonora nos pontos apresentados foi utilizado um Medidor de N vel sonoro com filtro de ter o de oitava fabricado pela B amp K Modelo 2238 S rie 2160 Certificado de Calibra o CA 991221 de propriedade da Empresa Eletronorte Lacen o qual foi operado pelo t cnico Raimundo D Uchoa Viana e pelo Eng Paulo Thadeo de Andrade Silva O ensaio foi realizado no estacionamento do Laborat rio de Eng Qu mica da Universidade Federal do Par Este local pode ser considerado como um campo aberto indicando que as ondas sonoras emitidas pela fonte n o retornam a mesma por efeito de reflex es de edifica es pr ximas Neste local no hor rio escolhido 9 30 h 10 30 h para o teste n o existe uma consider vel influ ncia dos ru dos rand micos permitindo a considera o de que o ru do de fundo Figura 6 53 constante 001 Ru do de Fundo antes das Medi es dB 29 04 2002 09 45 05 09 46 04 20 31 50 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 A Hz Leq ETRA LFMax VERSA LFMin Cursor A Leq 57 0 dB LFMax 68 1 dB LFMin 49 5 dB
12. atravessar a pista por m neste caso o ve culo come ava o teste parado no inicio da pista vo Assim pode se determinar a acelera o m dia do ve culo atrav s da Equa o 4 43 em conformidade com 9 l a 4 43 Para o c lculo da desacelera o m dia foi medida a dist ncia que o ve culo parou em rela o ao in cio da pista lp e utilizada a Equa o 4 44 conforme refer ncia 9 y Va 4 44 CAP TULO 4 An lise de Mobilidade do Ve culo CadMot I 44 Tabela 4 8 Resultados dos Testes de Velocidade M dia Acelera o M dia e Frenagem Partida com vo 0 NS A partir dos dados dos testes contidos na tabela acima obtemos atrav s das Equa es 4 42 4 43 e 4 44 os seguintes resultados Vm 6 36 m s am 0 417 m s dam 2 46 m s Figura 4 16 Teste de Velocidade Acelera o e Frenagem 4 4 4 Teste de Subida de Aclives Este teste foi realizado em uma rampa conforme a Figura 4 17 atendendo a norma ABNT NBR 9050 1994 2 a qual indica uma inclina o m xima de 15 graus No nosso caso a rampa tem uma inclina o 0 de 4 2 graus condicionada pelo comprimento 1 5 50 m e altura A 0 40 m Figura 4 17 Configura o do Teste de Subida de Aclives CAP TULO 4 An lise de Mobilidade do Ve culo CadMot I 45 Neste caso quando o ve culo iniciava a rampa com uma velocidade vo 0 n o conseguia vencer a resist ncia ao aclive Este fato ocorr
13. lise modal e nesta etapa de solu o o processo de c lculo muito r pido Assumindo excita o harm nica f tem a seguinte forma iQ si i 5 43 onde fi a amplitude complexa de fj e Q a frequ ncia de excita o Assim para que a Equa o 5 42 seja verdadeira para qualquer tempo t yj deve ter uma forma similar a fj ou seja 12 Yj Yjce t 5 44 onde yje a amplitude complexa da coordenada modal para o modo j dada por f 5 45 Yje s gt d 07 0 i 20 0E A contribui o de cada modo para a vibra o for ada dada por Bj 6jyj 5 46 e os deslocamentos complexos referentes a vibra o for ada s o obtidos da Equa o 5 47 como CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I 64 q X B 5 47 5 4 A An lise do Ve culo no SoftWare ANSYS 6 0 Conforme j comentado a solu o encontrada pelo M todo de Elementos Finitos ser tanto mais exata quanto menores forem os elementos considerados o que significa que a estrutura em estudo deve ser divida em uma grande quantidade de elementos finitos Por m quanto maior a quantidade de elementos maior tamb m ser a equa o global do sistema de modo que sua resolu o sem aux lio computacional torna se praticamente imposs vel Atualmente uma grande quantidade de softwares espec ficos para a resolu o de problemas de engenharia atrav s do M todo de Elementos Finitos
14. o mostrados os resultados obtidos para a an lise for ada realizada no ve culo CadMot I segundo disposi o dos pontos da Tabela 5 7 Figura 5 23 Forma Deformada For a Prim ria Ponto 1 Figura 5 24 Forma Deformada For a Secund ria Ponto 1 CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I Figura 5 25 Distribui o de Tens es For a Prim ria Ponto 1 Figura 5 26 Distribui o de Tens es For a Secund ria Ponto 1 16 CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I Figura 5 27 Forma Deformada For a Prim ria Ponto 2 Figura 5 28 Forma Deformada For a secund ria Ponto 2 e CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I Figura 5 29 Distribui o de Tens es For a Prim ria Ponto 2 Figura 5 30 Distribui o de Tens es For a Secund ria Ponto 2 78 CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I Figura 5 31 Forma Deformada For a Prim ria Ponto 3 Figura 5 32 Forma Deformada For a Secund ria Ponto 3 19 CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I Figura 5 33 Distribui o de Tens es For a Prim ria Ponto 3 Figura 5 34 Distribui o de Tens es For a Secund ria Ponto 3 80 CAP TULO 5 An lise Est tic
15. o vertical feita atrav s da pesagem do ve culo em um plano inclinado como mostrado na Figura 4 4 Figura 4 4 Rea es no Plano Inclinado A partir dos valores de RI e RI rea es sobre o eixo dianteiro e o eixo traseiro respectivamente obtidos na pesagem determina se a nova percentagem de peso sobre o eixo traseiro RPI e fazem se considera es semelhantes ao caso do ve culo na horizontal como equilibrio de for as e momentos para chegar na seguinte rela o para a coordenada do centro 664 99 de gravidade na dire o y segundo 17 RI RPI 4 12 y D RPI RP 4 13 Tela onde o o angulo de inclina o do ve culo em graus No Anexo 3 tamb m existe um c digo desenvolvido no Programa MathCad para calcular as coordenadas do Centro de Gravidade atrav s desse m todo Como dados de entrada s o necess rios os pesos nos eixos dianteiros e traseiros tanto para o ve culo na horizontal quanto inclinado o ngulo de inclina o do ve culo e a dist ncia entre eixos CAP TULO 4 An lise de Mobilidade do Ve culo CadMot I 30 4 2 3 M todo de Determina o do C G atrav s do SoftWare AutoCad Com o desenho do CadMot I no SoftWare AutoCad e utilizando uma fun o do programa que determina o centro de gravidade de qualquer objeto selecionou se todos os componentes de a o da cadeira visto que o AutoCad n o permite a varia o da massa
16. sua determina o se faz atrav s da seguinte equa o Qs G sin o deg 4 18 Resist ncia Acelera o em N a resist ncia que um ve culo deve vencer para variar a velocidade devendo se considerar al m do efeito das massas em transla o as in rcias rotativas conforme expresso abaixo onde a In rcia Equivalente de Transla o e de Rota o a M rd Qi Ma 1 6 4 19 CAP TULO 4 An lise de Mobilidade do Ve culo CadMot I 35 Fmax u G cos o deg RM RP G os 0 deg rm qr E2 Resist ncia Aerodin mica em N Um corpo movendo se em um fluido no caso o ar sofre uma resist ncia ao seu deslocamento resist ncia aerodin mica pela presen a deste A resist ncia prov m de tr s fontes distintas resist ncia de forma resist ncia de atrito perdas por correntes de ar e pode ser avaliada a partir da Press o Din mica q por q 0 5 par V Qa q Cx A 4 20 Cargas nos Eixos com o Ve culo Parado em Aclive em N Para o ve culo em aclive as rea es sobre os eixos variam pois a for a normal ao solo na realidade uma componente do peso do ve culo dada por Rd a RP G cos 0 deg Gsm o aep SEA Rt RP G cos o deg Gsm o deg Y rd l j 4 21 Cargas nos Eixos com o Ve culo em Movimento em N Com o ve culo em movimento surgem outras for as al m do peso que agem no ponto de contato pneu pista no centro de gravid
17. 4 S ultrapasse com seguran a As ultrapassagens indevidas s o respons veis por muitos acidentes envolvendo motoristas e outros Cuidado com as curvas e lombadas Nunca fa a ultrapassagens nesses pontos A decis o e a manobra de ultrapassagem devem ser precisas e imediatas 5 Use sempre cinto de seguran a N o pense nisso apenas como uma a o para evitar multa Pense em como esse gesto pode salvar vidas O objetivo dessas informa es que voc fique por dentro das leis que regem a condu o da Cadeira Motorizada e assim tenha a consci ncia que VOC o maior colaborador para fazer com que esse projeto tenha xito A exemplo do que est previsto para motoristas e ciclistas o condutor de cadeira motorizado tamb m pode pegar puni o mais severa pondo em risco sua seguran a e cometendo se infra es Os condutores de cadeiras motorizadas motonetas e ciclomotores dever o circular nas vias utilizando capacete de seguran a viseiras ou culos protetores para maior seguran a no tr fego em vias movimentadas Mas seja qual for a finalidade do uso das cadeiras de rodas bom que os condutores tenham em mente as regras que devem ser seguidas por eles Apesar de terem se tornados em nossa sociedade s mbolos de liberdade vers es anteriores desse ve culo t m provocado muitos acidentes envolvendo portadores da cadeira Deve saber usar os freios com habilidade ou seja sempre usando os quatro dedos na hora da frenagem
18. 6 26 Modo 12 Sil C 1 Expans o Figura 6 27 Modo 17 Sil C 1 Expans o Figura 6 28 Modo 20 Sil C 1 Expans o Os resultados entre as frequ ncias naturais obtidas para as duas configura o 3 e 1 Expans es s o apresentados na Tabela 6 6 CAP TULO 6 An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento 93 do Ve culo em Recintos Fechados Tabela 6 6 Compara o entre as Fregii ncias Naturais 3 e 1 Expans es W Hz W Hz 3973 5 4370 0 64024 64804 10 12 17 20 6 3 4 An lise Modal P 1 Expans o Abaixo s o mostrados os resultados obtidos para a an lise for ada realizada no silenciador com 1 uma expans o FREQ 6000 FREQ 500 95 PRES AVG PRES AVG SMN 1 332 SMN 3 169 SMX 1 SMX 1 860 alas le Elaa alln Re 2 609 813901 2 05 554773 1 49 295644 929887 036515 370078 222614 189732 481743 as 749541 740871 s 1 309 1 i ME 1 869 Figura 6 29 Freq 500 95 Hz 1 Expans o Figura 6 30 Freq 6000 Hz 1 Expans o FREQ 8 750 FREQ 9000 PRES AVG PRES AVG SMN 1 174 SMX 1 097 ara lat 921632 669339 417045 164751 087543 339837 992131 844425 1 097 Figura 6 31 Freq 8750 Hz 1 Expans o Figura 6 32 Freq 9000 Hz 1 Expans o CAP TULO 6 An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento 94 do Ve culo em Recintos Fechados A Redu o de Ru do calculada pel
19. Esta fonte representada no modelo poderia ser na realidade qualquer fonte de ru do uma m quina ou o ve culo CadMot 1 Seguindo o mesmo procedimento j proposto primeiramente s o definidos os tipos de elementos que ser o utilizados nas an lises e o modelo geom trico que representar a sala estudada Neste caso foram utilizados os elementos contidos na Tabela 6 1 Ent o o pr ximo passo definir as propriedades dos materiais utilizados no modelo Para o nosso caso foi utilizado apenas um tipo de material o ar com as caracteristicas mostradas na Tabela 6 2 A pr xima etapa a de constru o do modelo geom trico que foi desenvolvido em duas configura es numa existe apenas a sala retangular Figura 6 34 na outra a fonte est contida na sala Figura 6 35 CAP TULO 6 An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento 96 do Ve culo em Recintos Fechados Figura 6 34 Modelo Geom trico de Sala Figura 6 35 Modelo Geom trico de Sala Retangular sem Fonte Semi Esf rica Retangular com Fonte Extensa Semi Esf rica Como est sendo modelada apenas a parte fluida da sala o ar para inserir a fonte em seu interior basta retirar uma calota semi esf rica do volume total da sala Esta mudan a implicar em varia es nas frequ ncias naturais t pico este abordado adiante Para a determina o do tamanho m ximo dos elementos foi utilizado o mesmo crit rio comentado no Item 6 3 em que o tamanho do elemento n o dev
20. Figura 6 16 Modo 17 Sil C 3 Expans es Figura 6 17 Modo 20 Sil C 3 Expans es 6 3 2 An lise Harm nica P 3 Expans es Abaixo s o mostrados os resultados obtidos para a an lise for ada realizada no silenciador com 3 tr s expans es FREQ 500 95 FREQ 6000 PRES AVG PRES AVG SMN 1 238 A SMN 14 144 SMX 1 1 238 989153 740509 491865 24322 005424 254068 anpa le 751356 1 Figura 6 18 Freq de 500 95 Hz 3 Expans es Figura 6 19 Freq de 6000 Hz 3 Expans es CAP TULO 6 An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento 90 do Ve culo em Recintos Fechados FRE 8750 PRES AVG FREQ 9000 E Figura 6 20 Freq 8750 Hz 3 Expans es Figura 6 21 Freq 9000 Hz 3 Expans es A Redu o de Ruido definida como sendo a diferen a entre os n veis de press o sonora medidos antes P e ap s o silenciador P RR 20 Loga Z 6 1 2 Os resultados s o apresentados na Tabela 6 4 Press es por Ponto e na Figura 6 22 Redu o de Ru do abaixo Tabela 6 4 Press es em P e P P 3 Expans es 1 2346 0 943375 0 1862 500 95 0 759938 1 04726 0 15444 750 93 0 936647 5750 4 1 25697 0 25991 1000 9 5 97071 9 92898 9 69376 12509 0 623094 0 90594 0 787401 1500 9 0 822183 5 85E 02 2 4592 1750 8 0 22787 6750 3 1 00115 0 67498 2000 8 0 616849 0 918205 0 288593 225
21. Figura 6 53 Espectro de Ru do de Fundo Os pontos medidos foram apresentados na forma de relat rio impresso pelo sistema de tratamento de dados utilizado pelo Medidor de Press o Sonora como mostrado na Figura 6 54 Ex Espectro de Press o Sonora para a Posi o 5 CAP TULO 6 An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento 103 do Ve culo em Recintos Fechados 007 Medi o na posi o 05 Norma ISO 3745 1977 dB 29 04 2002 10 12 01 10 13 00 20 31 50 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 A Hz Leg EA LFMax Ea LFMin Cursor A Leq 82 3 dB LFMax 85 0 dB LFMin 77 8 dB Figura 6 54 Espectro do Ponto 5 ISO 3745 1977 Tabela 6 11 Valores das Press es Globais 4 Medi o na Posi o 02 Norma ISO 3745 1997 842 6 Medi o na Posi o 04 Norma ISO 3745 1997 919 9 Medi o na Posi o 07 Norma ISO 3745 1997 914 as 15 Rudido de Fundo depois das medi es Adquiridos os valores de press o sonora para os diversos pontos medidos Tabela 6 11 foi calculado o n vel de press o sonora global na calota em dB atrav s da Equa o 6 3 Cabe ressaltar que n o foi necess rio subtrair o ru do de fundo visto que o valor global do mesmo menor que 10 dB do valor do ru do medido com o ve culo em funcionamento L 10 Log L Beto 6 3 CAP TULO 6 An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento 104 do Ve culo em Recintos
22. Finitos apresenta se um exemplo em que utilizou se o elemento mais simples da teoria de elementos finitos o elemento de barra Considere uma barra de comprimento L e rea de se o transversal 4 engastada e submetida a o de uma carga axial P conforme mostra a Figura 5 3 CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I 52 Figura 5 3 Barra sob Tra o A barra constitu da de uma material isotr pico homog neo e linear Deseja se estudar esta estrutura simples usando um processo de discretiza o que pode ser o M todo de Elementos Finitos Para tal a barra da Figura 5 3 modelada do modo apresentado na Figura 5 4 em que s o utilizados peda os da barra ou seja elementos de barra Figura 5 4 Barra sob Tra o Discretizada O elemento de barra usado tem dois n s 1 e 2 rea de se o transversal 4 comprimento L e dois graus de liberdade ul e u2 aos quais poderiam ser associadas for as nodais Pl e P2 respectivamente Este elemento mostrado na Figura 5 5 de duas maneiras A primeira apresenta o elemento do modo como foi mostrado na discretiza o da barra sob tra o e a segunda apresenta a maneira mais comum de se representar o elemento de barra de dois n s uma vez que o comportamento da barra representado pelo comportamento de sua linha centroidal Figura 5 5 Elemento de Barra CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMo
23. Fun o de WAAS ae E MP E E E A RR RR A Curva de For a Total 3D para o Motor Novo em Fun o do Tempo s Localiza o da Origem do Sistema de Coordenadas sseeeeeeeeeseeeeeeeererrrerreen Ponto de Aplica o das Rea es sssssssoeennnnsssssseeeresssssssrerersssssssrerrresssssse Dist ncias em Rela o ao Centro de Gravidade erre Rea es no Plano Inclinado susasncanaiiarai aa doada gut iiasi ana doa CadMot I S Motor S Tanque e S Condutor ciieeeeeeeem CadMot I C Motor C Tanque e S Condutor eeeniiiee CadMot I C Motor C Tanque e C Condutor eeeems Estrutura do CadMot I S Elementos de Massa cccieeeeiiiiiiiem Estrutura do CadMot I C Elementos de Massa ciiiieeeeeen Localiza o da Coordenada Dl paisianigia pets iE Dalai Daio aa RUI Configura o do Teste de Velocidade em Curva cciis eee Teste de Velocidade em Curva iiiceeeese crer re rea re are ren res re are canda XIV 10 14 15 16 17 17 18 18 19 20 i 22 2 23 24 27 28 28 29 30 30 31 31 32 33 40 41 4 13 4 14 4 15 4 16 4 17 4 18 4 19 5 1 5 2 5 3 5 4 5 5 5 6 5 7 5 8 5 9 5 10 5 11 5 12 5 13 5 14 5 15 5 16 5 17 5 18 5 19 5 20 5 21 5 22 5 23 5 24 5 25 5 26 Configura o do Teste de Passagem entre Obst culos eeeeeess Test de Pass
24. Ocorrer o Escorregamento em m s a velocidade que provocar uma for a centr fuga maior do que a for a de atrito ocorrendo o escorregamento P pista plana 4 27 0 Vesci rest eb e ns 5 1 p tan p P inclinada 4 28 CAP TULO 4 An lise de Mobilidade do Ve culo CadMot I 37 Velocidade em Curva a partir da qual Ocorrer o Tombamento em m s a velocidade em que a resultante entre a for a centr fuga e a for a normal passa fora do pol gono de estabilidade proporcionando o tombamento desde que n o tenha ocorrido o escorregamento O pol gono de estabilidade pode ser entendido como o poliedro gerado pela uni o dos pontos de apoio do ve culo com o solo py 705 re 2 Y rd P pista plana 4 29 E 0 5 G Y tan deg y G tan B deg Vtomb 3 14 Vtombi 3 14 re P inclinada 4 30 Velocidade Tangencial do Pneu em m s nm nr i n nr pi 30 Vt rd wr 4 31 onde nr a Rota o da roda motriz em RPM e wr a Velocidade angular da roda motriz em rad s e Velocidade Real em m s Quando ocorre transmiss o de for a entre o pneu e a pista existe sempre um movimento relativo entre ambos devido a deforma es que os mesmos sofrem Para um solo r gido como concreto ou asfalto todo o escorregamento devido deforma o do pneu enquanto que em solos macios a deforma o destes a que apresenta maior peso A velocidade real vem da r
25. Pneu Pista Coeficiente de Atrito Pneu Pista p Asfalto Seco Asfalto Seco e tr tm Qr Qs Qr Qa Qi Qa Qi o ap For a Motriz N Emo Raio da Curvap Testes m _ _ _ _ r ngulo de Inclina o da Pista em Curva Grau Rela o de Transmiss o _ _ _ i Rota o do Motor p Testes RPM _ __ _ m Coeficiente de Escorregamento p Solo R gido E iu Figura 4 10 Localiza o da Coordenada b CAP TULO 4 An lise de Mobilidade do Ve culo CadMot I 34 Para o melhor entendimento abaixo s o apresentadas as defini es das principais caracter sticas de mobilidade calculadas retiradas de 17 Resist ncia ao Rolamento em N a for a que deve ser fornecida para manter o movimento de rota o da roda Ela proporcional a carga normal que age sobre a roda conforme mostrado na seguinte equa o onde G a for a normal das rodas sobre o solo G M g Qr f G cos o deg 4 16 Resist ncia Mec nica em W considerada como toda e qualquer perda de energia que ocorra entre o volante do motor e os mancais das rodas motrizes e sua determina o dada pela seguinte equa o Qm Pe 1 Nm 4 17 Resist ncia ao Aclive em N uma parcela da for a normal que age no C G na forma de uma componente paralela ao piso tendendo a fazer o ve culo descer o aclive ou seja a for a que deve ser vencida para que o equil brio est tico seja mantido
26. T e erererereerereeeererererereererenos 9 2 4 Legisla o e Regulamenta o Cab veis ao Ve culo CadMot I 11 CAP TULO 3 AN LISE DA FONTE DE RU DO E VIBRA ES MOTOR Jke Od O a E E a a O A RA A 14 DZ es IDO DOE e E E E E 14 32 DESCTI O an Isis SiS i oro G ai inb ada SDS NG Nisa nao Lib Sd aa 14 3 2 2 Curvas Experimentais do Motor JD 37 erre 16 Jaek Curva de Consumo isian aa 16 J22 Nade Potencia CN ermenon a a o a 17 3 2 2 5 Curva de Torque Kef M as asaaiaa srira E AA 16 3 2 2 4 Curva de Consumo Espec fico g CV h sssssooosooeennnnenssnsssssss 18 3 3 Caracteriza o do Esfor o Din mico Provocado pelo Motor 18 3 3 1 Dados e Resultados Obtidos erre errar rrenan 20 CAP TULO 4 AN LISE DE MOBILIDADE DO VE CULO CADMOT I A PEA Odu dO GANA SPORTS RARE PRINTS RR RE AN 2 NR 4 2 Determina o do Centro de Gravidade e ereeeeereeee erre eereeea 4 2 1 M todo Convencional ou de Aproxima o de Geometrias 42 2 Nciodo Experimental sas a Ea RU a 4 2 3 M todo de Determina o do C G atrav s do SoftWare AutoCad 4 2 4 M todo de Determina o do C G atrav s do SoftWare ANSYS 6 07 4 gt Amalisede Mo bilidade sas Drs nes Soai iso ep SSL DE GU 4 4 Testes de Mobilidade e Funcionamento eeeeeeeerereeerereeees Add
27. contorno a equa o matricial global do sistema E na etapa de p s processamento a solu o obtida pode ser analisada de diversas maneiras uma vez que o programa fornece muitas possibilidades de exibi o dos resultados CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I 65 Para o caso da realiza o das an lises mencionadas anteriormente no SoftWare ANSYS 6 0 a primeira etapa consiste em definir as caracter sticas f sicas e geom tricas do objeto em quest o no caso o ve culo Primeiramente s o definidos os tipos de elementos que ser o utilizados na an lise e constru o do modelo que representa o ve culo definindo consecutivamente as suas constantes reais Neste caso foram utilizados os seguintes elementos com suas respectivas constantes reais como mostrado nas Tabelas 5 1 at 5 5 Tabela 5 1 Tipos de Elementos Utilizados Funciona como El t esa uma r tula ou uniaxial com seis Viga Estrutural r BE AH E nodes 3 D space DOF Ux UY UZ ROTS ROTY ROTZ Tubo Estrutural A PIPETE nodes 3 D space DOF UX UY UZ ROTX ROTY ROTZ graus de liberdade podendo ser submetido a esfor os de tra o compress o tor o e flex o Elemento uniaxial com seis graus de liberdade podendo ser submetido a esfor os de tra o compress o tor o e flex o R tula Flana 4 n z COME INT 5 modes 3 0 space DOF Ux UY UZ ROTA RO
28. de a o e outros materiais componentes e acess rios da Patinete Motorizada fabricada pela MicroMachine e apresenta tamb m diversos problemas referentes a peso instabilidade durante o movimento acessibilidade ru do vibra es etc Figura 2 1 Fotos do Ve culo Antigo Com o objetivo de melhor interpretar as verdadeiras necessidades dos usu rios dessas cadeiras foi elaborado um question rio com base em uma lista de atributos gerais do produto a qual possibilitou a concep o de um novo ve culo que tem basicamente a estrutura do ve culo antigo por m com modifica es que visam diminuir os problemas apresentados Sendo assim as pessoas que j possuem este ve culo podem fazer as altera es propostas sem maiores problemas visto que esta foi uma das preocupa es no desenvolvimento desse modelo melhorado 2 2 Question rio O trabalho de capta o das necessidades um trabalho de grande import ncia para o melhor sucesso do projeto e dependendo dos recursos humanos e financeiros que sejam CAP TULO 2 O Ve culo Aspectos T cnicos e Legais 8 utilizados na capta o das necessidades assim ser o efeito na qualidade da informa o que se obtenha nesta fase inicial Nesta etapa foi utilizada a metodologia proposta em 5 O question rio foi elaborado a partir da lista de atributos do produto com a inten o de auxiliar no projeto do novo ve culo motorizado e na cria o de um manual de constru o
29. de todas as coisas que me deu vida e oportunidade de exercitar a raz o primeiro para encontr lo depois em meu cora o Aos meus pais Jos Benevenuto e Rosester Maria de Andrade Vieira que souberam educar me despertando em mim o gosto pelo estudo acompanhando me com muita dedica o em todas as etapas de minha vida Ao meu irm o Rafael meu av Jefferson e ao meu tio Roberto por seus carinhos est mulos e compreens o pelo tempo que roubei de nosso conv vio minha namorada Irene que sempre esteve ao meu lado mesmo nas horas mais dif ceis e que nunca me deixou parar de seguir o caminho que tracei para alcan ar meus objetivos Universidade Federal do Par UFPA que me deu a oportunidade de ter acesso aos estudos de gradua o e a pesquisa possibilitando meu aperfei oamento profissional Ao Prof Dr Newton Sure Soeiro pela orienta o amizade e confian a em mim depositada bem como por ter acreditado neste trabalho Ao Prof MsC Celso Augusto Coelho que desde o come o de minha gradua o sempre me ajudou no desenvolvimento de meus trabalhos cient ficos e principalmente na minha forma o como aluno universit rio Ao Prof Dr Antonio Luciano Seabra que teve grandiosa import ncia no meu crescimento profissional e humano n o s como professor do departamento mas principalmente como tutor do grupo Pet ao qual devo muitas de minhas vit rias Ao Prof Dr Carlos Alberto Mendes da Mota que em nenhum
30. e utiliza o do mesmo Ainda n o objetivo desse question rio obter todas as informa es inerentes a todas as etapas do ciclo de vida do ve culo pois um dos objetivos deste projeto construir uma cadeira a partir das sucatas da Patmete Motorizada fabricada pela MicroMachine Foram escolhidas 10 pessoas usu rios diretos as quais foram direcionados os question rios priorizando os aspectos de uso e funcionais do ve culo que constitu ram a guia principal das informa es de projeto No Anexo 1 encontra se o question rio Do question rio obtida uma lista de necessidades brutas a qual ser transformada pela equipe de projeto em uma lista de requisitos do usu rio necessidades traduzidas para uma forma padronizada Por m os question rios ainda n o foram respondidos sendo ent o adotado pela equipe de projeto um segundo m todo de defini o dos requisitos do usu rio Este m todo basicamente resume se discuss o sobre o projeto em que a equipe tenta se colocar e passar por diversas fases do ciclo de vida do produto Assim foram obtidos os seguintes resultados e Ter baixo n vel de ru do e Ter baixo n vel de vibra es e Ter sistema de escapamento eficiente e Ser mais leve e Ter mais pot ncia e Ter menor custo de manuten o e Ser facilmente fabricado e Ser mais est vel durante a movimenta o e Ter melhor acesso poltrona do condutor e Ter maior espa o para apoiar os p s e Ter sistem
31. momento deixou de oferecer aux lio operacional ao desenvolvimento de todas as etapas do projeto de constru o do ve culo foco principal deste trabalho Ao T cnico L zaro e aos demais t cnicos do Laborat rio de Engenharia Mec nica pelo auxilio e contribui o prestados ao projeto A todos os Integrantes do GVA Grupo de Vibra es e Ac stica do Laborat rio de Eng Mec nica da UFPA em especial aos alunos Alex Ferraz Carlos Cordeiro J nio Katasho e Thiago Pinto por n o s terem contribu do diretamente mas por serem elementos fundamentais para a conclus o deste trabalho vi Ao Manoel Maciel amigo e companheiro que deu in cio a essa luta a favor do desenvolvimento de ve culos para o transporte de deficientes f sicos empresa Eletronorte S A por ter cedido seus t cnicos e seus equipamentos para a realiza o de ensaios experimentais no ve culo analisado empresa R R Oficina Costa por ter cedo duas instala es para pintura do ve culo foco deste trabalho empresa A o Bel m Ltda por ter cedido todo o material referente a estrutura de a o do ve culo Ao amigo Jos Raimundo que nos cedeu sua oficina e seus conhecimentos para a solu o de problemas mec nicos do Motor JD 37 todas as pessoas que infelizmente n o escrevi aqui seus nomes mas que de uma forma ou de outra contribuiram para o sucesso deste trabalho todos meu RECONHECIMENTO e PROFUNDA GRATID O por todos os momentos
32. ntricos com uma configura o similar apresentada nas Figuras 6 5 e 6 6 Essa configura o constitu da por uma s rie de expans es e contra es o que torna mais complicada a sua fabrica o e a sua an lise num rica pelo m todo de elementos finitos devido complexidade de sua geometria CAP TULO 6 An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento 84 do Ve culo em Recintos Fechados Figura 6 5 Silenciador Original Figura 6 6 Dimens es do Silenciador Original Com base nesses dados foi proposto uma nova configura o composta por 3 tr s c maras de expans o simples o que tornou mais simples a sua modelagem e tornar mais simples e com menor custo sua fabrica o O modelo de silenciador proposto apresentado nas Figuras 6 7 e 6 8 Figura 6 7 Silenciador de 3 tr s Expans es Analisado CAP TULO 6 An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento 85 do Ve culo em Recintos Fechados Figura 6 8 Dimens es do Silenciador de 3 tr s Expans es Analisado Uma an lise modal foi realizada no SoftWare ANSYS 6 0 com o objetivo de determinar as frequ ncias naturais e as formas modais do silenciador e tamb m foi realizada uma an lise for ada com o objetivo de determinar a redu o de ru do no silenciador para alguns valores de frequ ncia e a distribui o do campo de press o sonora no seu interior A etapa de pr processame
33. o do C G atrav s do SoftWare ANSYS 6 0 foram utilizadas somente duas configura es ou seja Config 1 S Estrutura e Config 2 Estrutura com os elementos de massa Os resultados obtidos para as coordenadas do C G para cada um dos m todos e configura es utilizadas s o apresentados nas Tabelas 4 9 4 10 4 11 e 4 12 Tabela 4 9 Resultados para o M todo Convencional D 10565 0457 IM 0148 0 53 CS TS zm LRP _ _ 0447 0551 MEK9 425 ds P31 Eg 105 405 Tabela 4 11 Resultados para o M todo com o SoftWare AutoCad Tabela 4 12 Resultados para o M todo com o SoftWare ANSYS 6 0 Em 0 0 z m CAP TULO 4 An lise de Mobilidade do Ve culo CadMot I 47 Quanto determina o do C G as diferen as entre os resultados tomando como base aqueles obtidos a partir do M todo Experimental ocorrem devido dificuldade de se discretizar completamente a geometria do ve culo M todo Convencional e tamb m devido considera o de um nico tipo de material com uma massa especifica homogencamente distribu da M todo com o SoftWare AutoCad Os resultados obtidos pelo SoftWare ANSYS 6 0 apesar de se considerar todos os par metros reais n o podem ser comparados em termos quantitativos com os do M todo Experimental devido ao fato de que no ANSYS 6 0 foram analisados apenas os componentes com fun o estrutural
34. o sob an lise pode ser constitu da de elementos de diferentes tipos formas e propriedades f sicas Esta grande versatilidade pode muitas vezes ser colocada num programa computacional simples desde que se controle a sele o do tipo de problema a abordar especificando geometria condi es de contorno sele o dos elementos etc Outra caracter stica do m todo e uma das suas grandes vantagens a semelhan a f sica entre a malha e a estrutura real Assim o modelo ou seja a malha n o uma abstra o matem tica dificil de ser visualizada Apesar das suas vantagens o MEF tamb m tem as suas desvantagens Um resultado num rico espec fico sempre obtido para um conjunto de dados que tentam representar um sistema nem sempre existindo uma f rmula fechada que permita a verifica o destes resultados Um programa e um computador confi veis s o essenciais experi ncia e bom senso de engenharia s o necess rios para se construir uma boa malha muitos dados de entrada geralmente s o necess rios e um volumoso conjunto de dados de sa da deve ser adequadamente interpretado Entretanto estes obst culos n o s o nicos do MEF j que muitos deles tamb m est o presentes em outros m todos de solu o 5 3 An lises Num ricas 5 3 1 An lise Est tica Como forma de possibilitar uma melhor compreens o a respeito do procedimento seguido para a resolu o de problemas est ticos atrav s do M todo de Elementos
35. os engenheiros t m procurado desenvolver e ou usar m todos aproximados que permitam aplicar os princ pios daquelas teorias de forma acess vel e precisa Dentre estes m todos os que tem sido mais utilizados s o aqueles baseados na discretiza o do meio cont nuo a estrutura o fluido o g s etc CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I 50 O M todo dos Elementos Finitos MEF seguramente o processo que mais tem sido usado para a discretiza o de meios cont nuos A sua larga utiliza o se deve tamb m ao fato de poder ser aplicado n o s em problemas cl ssicos da mec nica estrutural el stico linear para os quais o m todo foi inicialmente desenvolvido mas tamb m para outros tipos de problemas tais como Problemas N o Lineares Est ticos ou Din micos Mec nica dos S lidos Mec nica dos Fluidos Eletromagnetismo Transmiss o de Calor Filtra o de Meios Porosos Campo El trico Ac stica etc O MEF um procedimento num rico para resolver problemas de mec nica do cont nuo com precis o aceit vel para engenheiros Suponha se que os deslocamentos e ou tens es da estrutura mostrada na Figura 5 1 devam ser encontrados Os m todos cl ssicos descrevem o problema com equa es diferenciais parciais por m n o fornecem respostas prontas por n o serem a geometria e o carregamento comuns Na pr tica muitos problemas s o complicados para terem uma solu o matem tica fechada
36. ou defici ncias 9 Quanto regulagem de altura angula o etc da cadeira quais as suas sugest es melhorias e ou defici ncias ANEXO 1 Question rio 117 10 Quanto s dimens es da cadeira quais as suas sugest es melhorias e ou defici ncias 11 Quanto seguran a da cadeira quais as suas sugest es melhorias e ou defici ncias 12 Quanto manuten o da cadeira quais as suas sugest es melhorias e ou defici ncias 13 Quanto durabilidade da cadeira quais as suas sugest es melhorias e ou defici ncias ANEXO 1 Question rio 118 14 Quanto est tica e prefer ncias formais da cadeira quais as suas sugest es melhorias e ou defici ncias 15 Quais as suas sugest es quanto ao uso da cadeira 16 Quais as suas sugest es quanto funcionalidade da cadeira 17 Coment rios Gerais ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I ANEXO 2 MANUAL DE CONSTRU O E UTILIZA O DO VE CULO CADMOT I 119 ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 120 UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAR UFPA CENTRO TECNOL GICO CT DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MEC NICA DEM GRUPO DE VIBRA ES E AC STICA GVA MANUAL DE CONSTRU O E UTILIZA O DO VE CULO CADMOT I VERS O MAIO 2002 BEL M PA ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 121 SUM RIO DO ANEXO 1 INTRODU O 2 CON
37. percebia que o ve culo iria tombar se deslocava para o lado oposto e inconscientemente alterava a posi o do C G do ve culo o que possibilitava ao mesmo fazer as curvas com maior velocidade Quanto aos demais valores das velocidades acelera es etc percebe se uma boa concord ncia mostrando que o c digo num rico pode ser utilizado com uma boa confiabilidade na determina o das caracter sticas de mobilidade Novamente confirmou se a vantagem de se utilizar a maior dist ncia entre rodas n o s no que se refere facilidade de movimenta o e estabilidade mas tamb m com rela o seguran a pois para DR 0 65 m o ve culo passa para o condutor a sensa o de que a qualquer momento ir tombar o que n o acontece para DR 1 03 m Neste caso DR 1 03 m a nica desvantagem seria a dificuldade de tr fego em locais muito estreitos mas 1sso pode ser resolvido visto que h a possibilidade de varia o do valor de DR CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I 49 CAP TULO 5 AN LISE EST TICA MODAL E FOR ADA DO VE CULO CADMOT I 5 1 Introdu o Neste cap tulo tem se como objetivo analisar atrav s do m todo de elementos finitos o comportamento da estrutura do ve culo CadMot I tanto no que se refere ao comportamento est tico quanto ao comportamento modal objetivando identificar as principais frequ ncias naturais e as principais formas deformadas na faixa de frequ nci
38. quantidade de energia dissipada Uma forma de melhor atenuar as baixas frequ ncias seria colocar materiais absorventes porosos ou fibrosos no interior do silenciador o que se torna invi vel devido s altas temperaturas e aos gases provenientes da combust o que podem vir a destruir tal material Sendo assim uma boa solu o seriar introduzir no interior de uma das cavidades um conjunto de tubos perfurados que funcionariam como dispositivos ressonadores ac sticos 6 4 An lise do Comportamento do Veiculo em Recintos Fechados No estudo do campo sonoro de ambientes fechados deve se considerar vari veis complexas tais como a forma geom trica do ambiente absor o ac stica fontes sonoras posi o da fonte etc Os ambientes internos devem satisfazer condi es ac sticas dependendo de seus objetivos por exemplo audit rios e salas de aulas devem ter inteligibilidade m xima f bricas e oficinas devem ter n veis de press o sonora abaixo do limite permitido 85dB para 8 horas por dia Assim neste item realizada uma an lise modal de recintos fechados para predi o da resposta da sala mostrando a varia o espacial da energia sonora A sala com dimens es 7 x 4 5 x 2 5 m foi modelada e analisada atrav s do software ANSYS 6 0 com o objetivo de se determinar as frequ ncias naturais seus respectivos campos de distribui o de press o e de simular o comportamento de uma fonte extensa semi esf rica no seu interior
39. s o comercializados S o programas com potente capacidade de c lculo e expressivas bibliotecas de elementos dos mais diversos tipos para as mais diversas aplica es Entre estes softwares o ANSYS 6 0 merece destaque por sua grande difus o e utiliza o a n vel internacional e ser o programa utilizado para a an lise da estrutura do ve culo CadMot I Como em qualquer outro programa para resolu o de problemas atrav s do M todo de Elementos Finitos o procedimento de an lise no ANSYS 6 0 basicamente dividido em 3 tr s etapas pr processamento solu o e p s processamento O pr processamento a etapa em que o programa recebe do usu rio uma s rie de informa es necess rias solu o do problema como o desenho geom trico da estrutura em estudo a escolha do s tipo s de elemento a ser em utilizado s acompanhado s de algumas de suas propriedades f sicas o tamanho ou a quantidade de elementos utilizados na discretiza o Nesta etapa feita a discretiza o da estrutura em elementos finitos tamb m chamada de malhagem da estrutura Na fase de solu o s o introduzidas as chamadas condi es de contorno do problema que no caso de problemas estruturais s o por exemplo os valores de for as aplicadas e as restri es de deslocamentos em determinados n s Em seguida o ANSYS 6 0 resolve de acordo com as informa es inseridas na fase de pr processamento e com as condi es de
40. se observar em formas de CAP TULO 6 An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento 88 do Ve culo em Recintos Fechados telas gr ficas tabelas etc os resultados calculados na etapa anterior Para o caso da an lise modal foram determinados os valores das frequ ncias naturais da cavidade ac stica e as formas dos campos de press o associados com estas frequ ncias J para o caso da an lise for ada foram obtidos os campos de press o sonora no interior do silenciador e as press es em dois n s N 14 P 0 006 m em x e N 360 P 0 2 m em x situados sobre o eixo de simetria e pr ximos a entrada e a sa da do silenciador respectivamente 6 3 1 An lise Modal P 3 Expans es Na Tabela 6 3 a seguir apresentada s o mostrados os resultados obtidos para a an lise modal realizada no silenciador com 3 tr s expans es Tabela 6 3 Fregii ncias Naturais do Silenciador com 3 tr s Expans es 4 3270 14 66366 6 48680 16 69354 8 620839 18 Abaixo s o apresentados os campos de distribui o de press o sonora para os modos assinalados com na Tabela 6 3 Figura 6 12 Modo 5 Sil C 3 Expans es Figura 6 13 Modo 9 Sil C 3 Expans es CAP TULO 6 An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento 89 do Ve culo em Recintos Fechados Figura 6 14 Modo 10 Sil C 3 Expans es Figura 6 15 Modo 12 Sil C 3 Expans es
41. sistema de transmiss o CAP TULO 7 Conclus es e Recomenda es 109 e Desenvolvimento do conjunto de carenagens do ve culo ressaltando sua fun o ac stica t rmica e est tica e Desenvolvimento do sistema de suspens o do ve culo e Desenvolvimento de uma an lise ac stica mais detalhada e criteriosa e Realiza o de ensaios experimentais referentes ao comportamento est tico e din mico do ve culo testes destrutivos n o destrutivos an lise modal experimental etc Refer ncias Bibliogr ficas 110 REFER NCIAS BIBLIOGRAFICAS 1 ANSYS User s Manual Theory V 4 revision 5 3 Swanson analysis Systems Inc 1996 2 ABNT NBR 9050 1994 Acessibilidade de Pessoas Portadoras de defici ncias a edifica es espa o mobili rio e equipamentos urbanos 3 BEER F P amp JOHNSTON E R Jr Resist ncia dos Materiais Rio de Janeiro Markron Books 1995 4 BEER F P Mec nica Vetorial para Engenheiros S o Paulo Markron Books 1991 5 FONSECA A J H Sistematiza o do Processo de Obten o das Especifica es de Projeto de Produtos Industriais e sua Implementa o Computacional Florian polis 1999 6 GARCIA O Motores de Combust o Interna S o Paulo SP Impresa Oficial do Estado 1989 7 GERGES S Y Ru do Fundamentos e Controle 2 Ed Florian polis SC NR Editora 2000 8 GIRAUDET G Inicia o Aparelhagem dos Deficientes F sicos Pr tese Orte
42. tanto de redu o de marcha quanto de parada e Ter equipamentos de seguran a e O condutor deve ter a possibilidade de passar a maior parte do tempo com as duas m os no volante durante a movimenta o do ve culo e Dever ter uma velocidade compat vel com a velocidade das vias nas quais ir trafegar visto que a velocidade m nima n o poder ser inferior metade da CAP TULO 2 O Ve culo Aspectos T cnicos e Legais 13 velocidade m xima estabelecida respeitadas as condi es operacionais de tr nsito e das vias e Deve conter dispositivo destinado ao controle de emiss o de gases poluentes e de ru do segundo normas estabelecidas pelo CONTRAN e Deve conter a campainha sinaliza o noturna dianteira traseira e lateral e espelho retrovisor do lado esquerdo CAP TULO 3 An lise da Fonte de Ru do e Vibra es Motor 14 CAP TULO 3 AN LISE DA FONTE DE RU DO E VIBRA ES MOTOR 3 1 Introdu o Neste cap tulo o motor do ve culo CadMot I analisado com o objetivo de melhor entender o funcionamento do mesmo e sua influ ncia junto a cadeira principalmente no que se refere capacidade de propuls o s vibra es geradas para a estrutura do ve culo ao ru do provocado e ao aquecimento excessivo A fonte de pot ncia do CadMot I um motor de 2 tempos com 1 hp vendido pela f brica da MicroMachine sendo assim utilizado nas Patinetes Motorizadas apresentando na poca 1990 um bom pre
43. visam diminuir os problemas apresentados Realizou se tamb m um levantamento de diversas leis relacionadas ao assunto cujo objetivo era a elabora o de um resumo contendo as principais informa es no que se refere a circula o do ve culo No Cap tulo 3 o motor do ve culo CadMot I analisado com o objetivo de melhor entender o funcionamento do mesmo e sua influ ncia junto a cadeira principalmente no que se refere capacidade de propuls o s vibra es geradas para a estrutura do ve culo ao ru do provocado e ao aquecimento excessivo O Cap tulo 4 tem como objetivo fornecer uma vis o global sobre os diversos aspectos que est o relacionados ao projeto de um ve culo automotor O enfoque n o chega a detalhes que permitam realizar o dimensionamento dos diversos componentes mec nicos do ve culo por m fornecem os quesitos b sicos para o desenvolvimento de um ve culo com as caracter sticas do CadMot I No Cap tulo 5 tem se como objetivo analisar atrav s do m todo de elementos finitos o comportamento da estrutura do ve culo CadMot I tanto no que se refere ao comportamento est tico quanto ao comportamento modal objetivando identificar as principais frequ ncias naturais e as principais formas deformadas na faixa de frequ ncia de interesse Depois ser realizada uma an lise for ada identificando e caracterizando o comportamento da estrutura quando submetida s excita es harm nicas Para a execu o de todas e
44. 08 0 705655 1 16455 6 03x107 2500 8 0 770928 1 35565 2 98x107 30007 0 676798 1 9207 2 28x107 32507 0 976992 2 51514 3 35x107 3500 7 0 21526 3750 6 0 688643 4000 6 0 975713 4250 6 0 602118 2750 7 0 896399 1 58678 2 22x10 4 1709 8 67x10 26 7952 1 50121 9 34E 02 0 42434 0 22594 0 761976 3 21435 1 00056 2 20716 0 1622 0 10385 _4500 6 0 744412 _4750 5__ 0 818464 CAP TULO 6 An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento 91 do Ve culo em Recintos Fechados Figura 6 22 Redu o de Ru do P 3 Expans es 6 3 3 An lise Modal P 1 Expans o Foi modelado tamb m no SoftWare ANSYS 6 0 um silenciador com apenas 1 uma expans o com o objetivo de comparar as distribui es de press es e a redu o de ru do Na Tabela 6 5 s o apresentadas as frequ ncias naturais para o caso em quest o Tabela 6 5 Fregii ncias Naturais do Silenciador com 1 uma Expans o 12 DA 36322 14 68058 6 49369 16 71481 17 10 20 Abaixo s o apresentados os campos de distribui o de press o sonora para os modos assinalados com na Tabela 6 3 CAP TULO 6 An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento 92 do Ve culo em Recintos Fechados Figura 6 23 Modo 5 Sil C 1 Expans o Figura 6 24 Modo 9 Sil C 1 Expans o Figura 6 25 Modo 10 Sil C 1 Expans o Figura
45. 2 2 Figura 2 2 Corte do tubo de 34 mm Dobrar o tudo de 34mm Item 2 de 215mm segundo os par metros r 80 mm e a 75 como mostrado na Figura 2 3 Figura 2 3 Dobragem do tubo ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 126 Ajustar desbastar as partes que devem ser encaixadas antes da soldagem Item 1 Item 2 conforme mostra a Figura 2 4 e desbastar encaixe dos rolamentos Item 4 no Item 3 conforme a Figura 2 5 Figura 2 4 Ajuste das pe as antes da soldagem Figura 2 5 Esquema de desbaste do tubo de 43 mm para o encaixe dos rolamentos Fazer furo de 34 mm na ponta da barra de Metalon de 809 mm segundo localiza o mostrada na Figura 2 6 Figura 2 6 Furo para encaixe do eixo traseiro Fazer 4 furos de 13 mm no tubo de 34 mm e de comprimento 570mm segundo as especifica es da Figura 2 7 Figura 2 7 Posi o dos furos ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 127 Soldar as pe as segundo Figuras 2 8 2 9 e 2 10 Montagem Figura 2 9 Medidas para a montagem e posterior soldagem do metalon Figura 2 10 Posi o correta para a soldagem do eixo traseiro Soldar as porcas Item 5 no tubo de 34 mm de 570 mm fazendo com que o centro da porca coincida com o centro do furo segundo Figura 2 11 Figura 2 11 Soldar as porcas que regulam
46. 6 2 6 3 LISTA DE TABELAS Sistemas de Locomo o Existentes ce re eereeeserereraereeeaarereeanareeea Parametros de soldagem ULIIZA OS susana ias e SO A Caracteristicas Tecnicas do Motor TD Ss Sa OR a Valores das For as Prim ria e Secund ria ir eeereeeesereeeeaasrereeanao Valores das For as Prim ria e Secund ria para o Motor Novo Par metros Iniciais para o C lculo das Caracter sticas de Mobilidade Nomenclatura Utilizadanos TESTes enaa E SU ZA Teste de Velocidade em Curva DR 0 65 M ssssnnssssssssseesnessssssseerresssssssseerereesssss Teste de Velocidade em Curva DR 1 03 M e e eeerrrrerrerereeeanas Velocidades Medias cm Cuivas userre nn A A Teste de Passagem entre Obst culos DR 0 65 M ii ieeeeereeeem Teste de Passagem entre Obst culos DR 1 03 M serem Resultados dos Testes de Velocidade M dia Acelera o M dia e Frenagem Resultados para o M todo Convencional esosssssseennessssssseersnssssssereresssssssereres Resultados para o M todo Experimental ooossoseeennnssssssseeeresssssssesseersssssssssrerres Resultados para o M todo com o SoftWare AutoCad eee Resultados para o M todo com o SoftWare ANSYS 6 07 Caracteristicas de Mobilidade custeio a Tipos de Elementos Utilizados Estrutura ce si eeeererrreeeeeeeereeeera Constantes Reais do E
47. 6 39 as forma modais calculadas analiticamente e as obtidas pelo software ANSYS 6 0 para o caso da sala retangular sem a presen a da fonte semi esf rica Figura 6 36 Distribui o de Press o Figura 6 37 Distribui o de Press o pelo Anal tica 45 3 Hz ANSYS 6 0 45 3 Hz Figura 6 38 Distribui o de Press o Figura 6 39 Distribui o de Press o pelo Anal tica 62 1 Hz ANSYS 6 0 62 1 Hz Ficou evidente mais uma vez a boa concord ncia entre o modelo anal tico e o num rico indicando que o modelo num rico est calibrado e apresenta resultados coerentes CAP TULO 6 An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento 99 do Ve culo em Recintos Fechados 6 4 2 An lise Harm nica Nesta etapa foram analisadas duas situa es distintas A primeira quando a fonte est localizada no centro da sala e a segunda quando a fonte est localizada pr xima a um dos cantos da sala Esta varia o da posi o da fonte implica em campos de press es com diferentes distribui es Isso se deve pelo fato de que quando a fonte est no centro da sala excita de uma determinada forma uma certa quantidade de modos J quando ela est no canto da sala excita outros modos de forma diferente Abaixo s o mostrados alguns campos de distribui o de press o para certos valores de frequ ncia Figura 6 40 Excita o de 90 Hz Fonte no Canto Figura 6 41 Excita o de 90
48. Anexo 2 De modo geral podemos dizer que o CadMot I tem como finalidade principal transportar deficientes f sicos em vias e locais abertos pois est equipado com um motor monocilindro de combust o interna 2T com 1 hp de pot ncia e por isso emite uma quantidade de gases t xicos que o impossibilita de trafegar em ambientes fechados Sua estrutura principal chassis constitu da de barras de metalon e tubos de a o sendo que devido espessura do metalon 2mm e a exist ncia de outras partes de a o de espessuras consideravelmente maiores foi necess rio utiliza o do processo de soldagem MAG com duas configura es e nas soldas mais simples foi utilizado soldagem por eletrodo revestido como mostrado na Tabela 2 1 Tabela 2 1 Par metros de Soldagem Utilizados Procesi Vaz o de CO Velocidade de Corrente Tens o Corsiva Amenta o DE S p MAG 9 o 12mm ac o Ton E6013 elo oo o a osa CAP TULO 2 O Ve culo Aspectos T cnicos e Legais 10 Antes do processo de soldagem para garantir a qualidade das uni es foi executado um processo de qualifica o dos soldadores envolvidos com o projeto objetivando a simula o de situa es reais como forma de se determinar os par metros de soldagem Estes testes foram executados em amostras dos materiais que iriam ser unidos no ve culo garantindo melhor qualidade e seguran a para as uni es Figura 2 2 Qualifica o dos Soldadores To
49. Definidos os elementos o pr ximo passo definir as propriedades dos materiais utilizados no modelo Para o nosso caso foi utilizado apenas um tipo de material ar com as seguintes caracter sticas mostradas na Tabela 6 2 Tabela 6 2 Material Utilizado N do Material DENS Kg m SONC m s Definidas todas as caracteristicas f sicas do modelo o pr ximo passo a constru o do mesmo geometria O modelo escolhido foi um modelo 3D representado por volumes como mostrado na Figura 6 9 por m cabe ressaltar que primeiramente foi constru da uma rea equivalente a metade da sec o transversal do silenciador que foi rotacionada em torno do eixo de simetria que passa pelo centro do silenciador constituindo o volume propriamente dito Figura 6 9 Modelo Analisado Silenciador Constru da a geometria passa se para a fase de malhagem da estrutura Nesta fase necess rio definir ao volume componente geom trico do modelo um tipo de elemento Tabela 6 1 Ent o define se o n mero de elementos que se deseja utilizar em cada volume e executa se a malhagem Figura 6 10 podendo se ent o passar para a pr xima etapa Para o caso da an lise ac stica o n mero de divis es de cada linha que comp e o volume depende do tamanho m ximo que o elemento poder assumir Este tamanho deve ser menor que 1 6 do comprimento de onda da maior frequ ncia analisada Para o nosso caso a maior frequ ncia analisa
50. Fechados L p 89 326 dB onde N o n mero de medi es e Lp o n vel de press o sonora global medido no ponto 1 em dB Calcula se ent o o n vel de pot ncia sonora global atrav s da Equa o 6 4 L L 10 Los C 6 4 0 onde S2 igual a 2nr r 1 5 m So iguala 1 m e C uma correla o t rmica em dB para a influ ncia da temperatura em graus celsius Te e da press o atmosf rica em milibar Pat e definida pela Equa o 6 5 293 N Pat Cesto li 6 5 Su 2734 z K 0 Como as influ ncias da temperatura e da press o s o muito pequenas foi desprezado o fator de corre o C O valor do n vel de pot ncia sonora global da fonte em quest o igual a 100 83 dB Este valor importante tanto para a caracteriza o da fonte quanto para a determina o dos campos de distribui o da press o sonora ao redor do ve culo CadMot I Foram tamb m medidos os espectros de press o na sa da do sistema de escape e nas proximidades dos ouvidos direito e esquerdo do condutor Figuras 6 55 6 56 e 6 57 indicando um alto n vel de emiss o de ru dos pelo ve culo que se torna prejudicial sa de do condutor e dos que est o ao seu redor por um determinado tempo de exposi o Como mostrado na Figura 6 55 6 57 o n vel global de ru do tanto na sa da do sistema de escape ou seja ap s o silenciador 97 3 dB quanto nas posi es pr ximas ao ouvido direito 89 4 dB e esqu
51. Hz Fonte no Canto eeeen eres Excita o de 90 Hz Fonte no Centro ssquaros las saio Sn AN Excita o de 210 Hz Fonte no Canto cerina anais anda a da esto n iro Excita o de 210 Hz Fonte no Centro csmassaanmasasesissvatandab ssa doasncacaniassaseds Excita o de 300 Hz Fonte no Canto eeen eee Excita o de 300 Hz Fonte no Centro ii eeeererrreeereeaeem Ponto N S 7 Ponte no Cano uena aos Ponto N 377 Fonte NO Centro emeari ree a iltai das ass ain EOE Ponto N 5556 Conieno Cano aaa Rea Ponto N 5558 Fonte no Centro assinalar sas As eis aaa Saba Configura o da Calota ISO 3745 1977 sanar ses rasas aaa Configura o da Calota Vista Superior ISO 3745 1977 Configura o da Calota Coordenadas ISO 3745 1977 Espectro de Ruido de ndo aussi censos Lisa sa ao E T Espectro do Ponto 5 ISO 3745 1977 e eeeeerrrrereeee eee eereenta Especiro ma Saida do SIlENCIAdO assassina bas0s Guga dEUS GAS gata adido Espectro na Posi o do Ouvido Direito do Condutor cciiiiiseeeen Espectro na Posi o do Ouvido Esquerdo do Condutor XvII 92 92 92 93 93 93 93 94 96 96 98 98 98 98 99 99 99 99 99 99 100 100 100 100 101 101 101 102 103 105 105 105 1 1 2 1 3 1 3 2 3 3 4 1 4 2 4 3 4 4 4 5 4 6 4 7 4 8 4 9 4 10 4 11 4 12 4 13 5 1 5 2 5 3 5 4 5 5 5 6 5 7 5 8 5 9 6 1
52. Hz Fonte no Centro Figura 6 44 Excita o de 300 Hz Fonte no Canto Figura 6 45 Excita o de 300 Hz Fonte no Centro CAP TULO 6 An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento 100 do Ve culo em Recintos Fechados Foram tamb m escolhidos dois pontos da sala sendo um no canto N 377 e outro pr ximo ao centro N 5558 dos quais foram retirados os gr ficos da varia o de press o em fun o da frequ ncia para o caso da fonte emitindo ru do no centro e no canto da sala como mostrado nas Figuras 6 46 6 49 Figura 6 46 Ponto N 377 Fonte no Canto Figura 6 47 Ponto N 377 Fonte no Centro Figura 6 48 Ponto N 5558 Fonte no Canto Figura 6 49 Ponto N 5558 Fonte no Centro 6 5 Determina o do N vel de Pot ncia Sonora do Ve culo CadMot I Com o objetivo de determinar a pot ncia sonora do ve culo CadMot I quando em funcionamento normal foi realizado um ensaio experimental para medi o do n vel de press o sonora com o intuito de a partir dessas informa es ser poss vel a determina o da pot ncia sonora do ve culo O ensaio foi realizado utilizando como refer ncia a norma ISO 3745 1977 11 que se baseia na determina o da press o sonora de uma superf cie semi esf rica que rodeia a fonte Para se determinar est press o na calota necess rio determinar a press o em 10 pontos distintos da mesma como descrito nas Figuras 6 50 6 51 e 6 52
53. O 16 Banco girat rio com regulagem de altura Iunidade 17 Bancofixocomum _ _ Iumidade 18 Barradobrada oS S o 50 19 Barrade engate ooo o o O 3A b Procedimento Construtivo Cortar a chapa que servir de base para o cilindro conforme Figura 2 51 Figura 2 52 Dimens es do cilindro que dever ser utilizado ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 140 Figura 2 56 Esquema de constru o da cantoneira da bra adeira do cilindro que fixo no metalon ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 141 detalhe 1 Figura 2 59 Posi o dos furos da cantoneira inferior do suporte cilindro detalhe 2 Acopla se chapa base do acento no cilindro como Figura 2 60 abaixo Figura 2 60 Perfis e Medidas ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 142 Furar e soldar barra dobrada 240 mm Item 18 e barra de engate 384 mm Item 19 como Figura 2 61 Figura 6 61 Trava do banco Engatar com bra adeira o tanque e encaixar o tubo de alimenta o do combust vel como mostrado na Figura 2 62 Pr mad Figura 2 62 Tanque constru o do bagageiro est descrita nas Figura 2 63 a 2 65 Figura 2 63 Dimens es do bagageiro ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 143 vista fron
54. PORTAMENTO DO VE CULO EM RECINTOS FECHADOS 6r ROQUIC O sr ia a 82 02 Sistema de Escapamento sa SSL SS 82 6 3 An lise Num rica do Silenciador ee eeerereeererrererereererereeos 83 6 3 1 Analise Modal P 3 Expans Es ssansaansssas am iraniana sau aaiaat salas desce 88 6 3 2 An lise Harm nica P 3 Expans es ccceieer ser reeeeeeeeeeeeeea 89 6 3 3 An lise Modal P 1 Expans o cc si eeeeeererrrrreearaannas 91 6 3 4 An lise Harm nica P 1 Expans o ieeeerererrereeenas 93 6 4 An lise do Comportamento do Ve culo em Recintos Fechados 95 Da Analise Modal escort ed a a a N 97 6 4 2 An lise Harm nica eeeee erre cerererereree eee eeeee eee rena rereeeeecenero 99 6 5 Determina o do N vel de Pot ncia Sonora do Ve culo CadMot I 100 CAP TULO 7 CONCLUS ES E RECOMENDA ES alo One USOE Seas si a 6 di 106 7 2 Recomenda es para Trabalhos Futuros sssnnnnesossssssseeennessssssrerressssssssereessssssse 108 REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS cciireeeeeerrerreereereereereereereaeeneareereerter es 110 ANEXO T uestonar O ieee E A T E 112 ANEXO 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 119 ANEXO 3 Programa para C lculo do Centro de Gravidade sssssnnneiiinn 155 ANEXO 4 Programa para C lculo d
55. STRU O DOS DIFERENTES SISTEMAS DO VE CULO 2 1 CHASSIS a Material Utilizado b Procedimento Construtivo c Acabamento e Pintura d Montagem dos Componentes 2 2 VOLANTE a Material Utilizado b Procedimento Construtivo c Acabamento e Pintura d Montagem dos Componentes 2 3 PNEUS E SISTEMA DE PROPLUS O a Material Utilizado b Procedimento Construtivo c Acabamento e Pintura d Montagem dos Componentes 2 4 BANCOS CARENAGEM ACESS RIOS a Material Utilizado b Procedimento Construtivo c Acabamento e Pintura d Montagem dos Componentes 3 MONTAGEM DOS SISTEMAS a Material Utilizado b Procedimento Construtivo c Acabamento e Pintura 4 FERRAMENTAS NECESS RIAS 5 RESUMO DOS MATERIAIS UTILIZADOS 6 MANUTEN O a Ferramentas Utilizadas 6 1 LIMPEZA E LUBRIFICA O DOS COMPONENTES a Rolamentos dos Pneus Traseiros b Rolamentos do Pneu Dianteiro c Rolamentos do Eixo do Volante d Rolamentos das Polias e Vela f Tanque de Combust vel g Carburador ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I h Filtro de Combust vel 1 Puxador J Eixo entre Polias da Transmiss o k Filtro de ar D Aletas do Cilindro 6 2 TROCA DE PNEUS a Pneus Traseiros b Pneu Dianteiro 6 3 COMBUST VEL ABASTECIMENTO 6 4 CUIDADOS COM O MOTOR 7 PRECAU ES DE USO 71 DIRIGIBILIDADE 7 2 TR NSITO 8 EQUIPE T CNICA 122 ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 123
56. TY ROTZ Massa Estrutural HAS S2 1 node 3 0 space COF UX UY UZ ROTA ROTY ROTZ pino tridimensional que tem a capacidade de unir duas ou mais partes da estrutura que tem elementos em comum Elemento pontual de massa com seis graus de liberdade podendo admitir propriedades de in rcia diferentes para cada dire o Tabela 5 2 Constantes Reais do Elemento BEAMA4 N da Constante De Aplica o rea IZZ m IYY m 3 Chapa 0127x10 2 64x101 6 82x10 0 005 10 0254 Garfo CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I 66 Tabela 5 3 Constantes Reais do Elemento PIPE16 di a Aplica o OD m TKWALL m 6 TuboGario 0 028 0 002 Tabela 5 4 Constantes Reais do Elemento COMBIN Nagi rr Aplica o K1 N m K2 N m 1 000 000 000 1 000 000 000 Tabela 5 5 Constantes Reais do Elemento MASS21 N da Constante a aplica o MASS kg 23 333 Definidos os elementos e as constantes reais o pr ximo passo definir as propriedades dos materiais utilizados no modelo Para o nosso caso foi utilizado apenas um tipo de material com as caracter sticas mostradas na Tabela 5 6 Tabela 5 6 Propriedades do A o Definidas todas as caracter sticas f sicas do modelo o pr ximo passo a constru o do mesmo geometria O modelo escolhido foi um modelo 3D por m representado por
57. Teste de Velocidade cm Curva ias inses sainte ho a Di Era BRAS ns piadas 4 4 2 Teste de Passagem entre Obst culos ii rrerreeeeeees 4 4 3 Teste de Velocidade M dia Acelera o M dia e Frenagem 4 4 4 Teste de Subida de Aclive csissaisenissanizadisdadesiiea dino Leda dae ie da diasiadodasadada ana 4 5 Discuss o dos Resultados ceere erre re rear e near e arena e errar c erre re nanda CAP TULO 5 AN LISE EST TICA MODAL E FOR ADA DO VE CULO CADMOT I Sl O O a T T aaa E AT 5 2 0 Metodo de Elementos PINOS ainsi a a a 5S Analises NUMENCAS sau asus enen a a OU SPFA E E Sae e R RR Ri 5 3 2 An lise Modal e An lise Harm nica eeennnneenseeeeessesssessesssessssssssssssssssss Jale Aale Moda lien E E dE Roads SO LAN Tocadas a E A 5 4 A An lise do Ve culo no SoftWare ANSYS 6 07 o Resuli dos da Analise ESaC Tana a 5 6 Resultados da Analise Modal scans rusaionoioraasa Tua sauniGanaLdda Tu anais n Sd Enaciviaa iscas gra 5 0 1 Caso 1 5 E lemento de MASSA renion T 5 6 2 Caso 2 Elemento de Massa eeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeerererererrerrrrreeees 57 Resultados da Analise Forcada si aaa Big OOE 5 8 Coment rios e Discuss es cciii errei rea 25 25 26 27 30 31 32 39 39 41 43 44 45 49 49 51 51 60 61 62 64 69 71 71 73 15 81 CAP TULO 6 AN LISE DO SISTEMA DE ESCAPAMENTO E DO COM
58. Velocidade Constante Velocidade p Testes Velocidade de Escorregamento Velocidade M dia Velocidade M dia em Curva para DR 0 65 Velocidade M dia em Curva para DR 1 03 Velocidade Real Velocidade Te rica Velocidade de Tombamento Rota o da Manivela Dist ncia do Centro de Gravidade a Origem Altura do Centro de Gravidade ao Solo 1 1 2 1 23 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 7 3 8 3 9 3 10 3 11 a 3 11 b 3 12 3 13 4 1 4 2 4 3 4 4 4 5 4 6 4 7 4 8 4 9 4 10 4 11 4 12 LISTA DE FIGURAS Fotoda Cademra ADU d ee E E E Fotos dO Ve CUC ANU SOS Petna EN Oualihca o de SOLdAdOTES ssa gatas DG Motor JDA agencia ERES KitMotor a Gasolina 3 CC as non eia Vista Explodida do Motor JD 37 e eeeerrrrreeee ee eererrrreeeenas Cuiva de CONSUMO cabana fe pasa isso E OE OES Cuivade POLICIA sensata oiii Curva de TORQUE aame iror AAA RS dC A Curva de Consumo Especificos siisii sinse ennn on ea EEN n SENNO AN CAN naii Motor de 1 Cilindro Vertical Mecanismo Biela Manivela Divis o do Peso da Biela em suas Partes Alternativa e Rotativa Curva das For as Prim ria e Secund ria em Fun o de W rad s Curva de For a Total 2D em Fun o do Tempo S snssssssseeennsssssssseeese Curva de For a Total 3D em Fun o do Tempo S sssssssssseennnssssssseeeese Curva das For as Prim ria e Secund ria para o Motor Novo em
59. a Modal e For ada do Ve culo CadMot I 81 5 8 Coment rios e Discuss es Podemos concluir que para a maioria dos casos analisados os deslocamentos obtidos est o na ordem de mil metros e que as tens es n o ultrapassaram 60 MPa o que nos possibilita utilizar um valor para o coeficiente de seguran a aproximadamente igual a 5 aconselh vel para estruturas submetidas a carregamentos din micos visto que a tens o de escoamento para o a o 1020 est em torno de 289 MPa 18 Por m em dois casos foram obtidos valores elevados para as tens es O primeiro foi para a frequ ncia 133 37 Hz onde a for a de excita o era de 1176 N e a tens o m xima calculada chegou a aproximadamente 150 Mpa mais da metade do valor da tens o de escoamento O segundo caso foi para a frequ ncia de 99 99 Hz em que a for a de excita o era de 660 38 N e a tens o m xima calculada foi de aproximadamente 1120 MPa Estes dois casos s o consegii ncia principalmente do fato de que estas for as de excita o est o muito pr ximas de frequ ncias naturais da estrutura Esse fato ocasiona amplifica es elevadas que tendem a levar a estrutura ao colapso por m na pr tica isso n o aconteceria dessa forma pois para estruturas met licas deve ser considerado um coeficiente de amortecimento na ordem de 0 01 fato negligenciado durante a an lise num rica o que provoca uma consider vel atenua o nas amplitudes de vibra o e por outro lado a estr
60. a Equa o 6 1 e os resultados s o apresentados na Tabela 6 7 Press es por Ponto e na Figura 6 33 Redu o de Ru do abaixo Tabela 6 7 Press es em P e P P 1 Expans o wa Po Pp w P P _1 209900 _2 336580_ 250 98 1 209900 2 3530100 5250 5 2 336580 9 4603900 500 95 0 685825 1 3324200 5500 5 0 834942 0 7896970 1500 9 0 702322 0 5118430 6500 4 1 092860 0 3563300 3000 7 0 429785 1 2505700 8000 2 0 580771 0 6741420 3250 7 0 700530 0 4694710 8250 2 1 627710 0 2876710 3500 7 0 811645 0 5463120 8500 1 2 500850 0 3365550 3750 6 1 532550 3 8406000 8750 1 9 610770 2 1245500 4000 6 0 674852 0 8015960 9000 1 0 879075 0 5030280 4750 5 0 714624 1 2272900 9750 3 395490 0 6277200 0 898596 0 9025600 10000 250 98 500 95 750 93 0 850323 0 7306030 5750 4 1 014190 0 6120630 1000 9 1 130310 1 4074100 6000 4 1 759590 2 5081900 1250 9 Figura 6 33 Redu o de Ru do P 1 Expans o CAP TULO 6 An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento 95 do Ve culo em Recintos Fechados Neste caso o n vel de redu o de ru do apresenta valores bem inferiores aos obtidos para o caso com 3 expans es que se mostrou bem mais eficiente principalmente para as maiores frequ ncias Esta maior efici ncia se deve ao fato de que quanto maior o n mero de expans es maior ser a
61. a de interesse Depois ser realizada uma an lise for ada identificando e caracterizando o comportamento da estrutura quando submetida s excita es harm nicas Para a execu o de todas estas an lises atrav s do m todo de elementos finitos foram utilizadas rotinas num ricas contidas na plataforma ANSYS 6 0 5 2 O M todo de Elementos Finitos A Mec nica dos Meios Cont nuos tem por preocupa o b sica o desenvolvimento de modelos matem ticos que possam representar adequadamente a situa o f sica real em estudo Por m a aplica o de tais teorias aos casos pr ticos apresenta dificuldades s vezes intranspon veis por exemplo na an lise estrutural a perfeita representa o matem tica de carregamentos geometria condi es de contorno comportamento dos materiais etc em muitas situa es apresenta se de forma complexa havendo assim a necessidade de se introduzir muitas hip teses simplificadoras no problema real para permitir alguma forma de modelagem matem tica que conduza s solu es mais simples Por outro lado engenheiros t m demonstrado um interesse crescente por estudos mais precisos para a an lise de sistemas Este interesse vem unido a uma necessidade cada vez maior de se estudar o comportamento de elementos estruturais complexos o que conduz a tratamentos anal ticos mais elaborados baseados em teorias gerais e que s o via de regra de solu es extremamente dif ceis Desta forma
62. a de ilumina o para tr fego noturno e sinaliza o e Ter cinto de seguran a CAP TULO 2 O Ve culo Aspectos T cnicos e Legais 9 A partir dessa an lise foi poss vel detectar claramente que o ve culo fabricado anteriormente e utilizado pelos deficientes f sicos apresenta diversos problemas Problemas estes que prejudicam a sa de do condutor e colocam em risco a vida do mesmo e das pessoas que est o ao redor do ve culo aumentando tamb m possibilidade de ocorrerem acidentes no transito Baseado nisso esta equipe de projeto se prop e a construir um ve culo que atenda ao m ximo a todas estas necessidades expostas que tenha um baixo custo de fabrica o que seja produzido por m o de obra local facilmente encontrada e que utilize como principais componentes partes da Patinete Motorizada encontradas em sucatas diminuindo mais ainda os custos de produ o 2 3 Projeto do Ve culo CadMot I Como citado um dos principais objetivos desse cap tulo apresentar para os deficientes um manual cartilha de constru o e utiliza o do ve culo motorizado desenvolvido na Universidade Federal do Par e denominado de CadMot I Tal manual foi desenvolvido de modo a disponibilizar todas as informa es para a constru o fabrica o utiliza o manuten o do ve culo dentre outras caracter sticas como dimens es gerais peso sistema de propuls o utilizado velocidade m dia autonomia conforme consta do
63. a largura do eixo traseiro ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 128 Cortar as cantoneiras e solda las no metalon conforme mostrado nas Figuras 2 12 2 13 2 14 2 15 e 2 16 Figura 2 16 Vista da soldagem das cantoneiras Fazer os cortes dos componentes do suporte do p do passageiro como Figuras 2 17 e 2 18 O suporte poder ser reaproveitado de um WalkMachine velho Se n o for poss vel isso seguir os esquemas de corte das figuras abaixo Figura 2 17 Dobramento da barra chata Figura 2 18 Posi es e ngulo de corte da chapa ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 129 V a Figura 2 19 Medidas para dobragem da barra chata 30 300 Figura 2 20 Vista superior Fazer a montagem do suporte do p seguindo o esquema mostrado nas Figuras 2 21 e 2 22 Posi o de montagem do suporte do p Depois Figura 2 22 Estrutura antes e depois da soldagem c Acabamento e Pintura Fazer o acabamento das rebarbas de todas as soldas utilizando lixadeira e ou esmeril Remover ferrugens e outras impurezas das superf cies met licas com Lixa D Agua 180 para posterior pintura Pintar com Tinta Sint tica Brilhosa como sugest o de cor Preto Cadillac Sint tico ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 130 d Montagem dos Componentes Alojar os rolamentos Item 4 n
64. acesso do portador de defici ncia f sica conquista da cidadania com a remo o das diversas barreiras existentes que s o arquitet nicas ou fisicas nas vias pr dios e meios de transportes sociais ou culturais nas regras de acesso aos servi os sociais educa o ao trabalho e nas atitudes para com elas Para regulamentar a Lei N 7 853 89 foi editado o decreto Federal N 914 de 06 de setembro de 1993 que Institui a Pol tica Nacional para a Integra o da Pessoa Portadora b de Defici ncia expondo o seguinte conceito em seu Artigo 3 Considera se pessoa portadora de defici ncia aquela que apresenta em car ter permanente perdas ou anormalidades de sua estrutura ou fun o psicol gica fisiol gica ou anat mica que gerem incapacidade para o desenvolvimento de atividade dentro do padr o considerado normal para CAP TULO 2 O Ve culo Aspectos T cnicos e Legais 12 o ser humano Tal conceito torna se assim refer ncia para o conjunto dos futuros institutos legais produzidos em todo o pais do n vel federal ao n vel local O ano de 1981 foi identificado como o ano da pessoa portadora de defici ncia A integra o e a inclus o do portador de defici ncia sociedade foram discutidas com ressalte para o paternalismo das institui es filantr picas e a es governamentais que viam o portador de defici ncia como um coitadinho que deveria ser ajudado e n o como uma pessoa que pod
65. acima reescrito como u 0 2u u Q u 2u u 0 5 27 ET 4a TUe T Escrevendo o conjunto de Equa es 5 27 na forma matricial temos 1 0 0 Olly 0 EAO 2 1 0 lu 0 Loi 2 ailal O a O O l Tilu P A Equa o 5 28 representa a equa o de elementos finitos para a barra sob tra o discretizada usando se elementos iguais e com condi es de contorno impostas ao sistema de equa es Como u conhecido ou seja u 0 a primeira equa o pode ser descartada e o sistema de Equa es 5 28 pode ser escrito como 2 b Ou 0 sd 1 2 Ihk amp u r 930 5 29 O du P Escrevendo cada equa o separadamente CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I 59 u 2u e 2u u 0 0 U 5 30 Ph FL Se e Mec EA EA e ent o a solu o do sistema de Equa es 5 28 u 0 Ma 5 3 u EA 2 o Us 3 A Equa o 5 31 fornece o vetor global dos deslocamentos nodais para uma barra de comprimento e rea da se o transversal 4 constitu da de um material isotr pico homog neo e linear m dulo de elasticidade E submetida tra o por uma for a P esta barra foi discretizada usando se tr s elementos de barra iguais de comprimento L e rea de se o transversal 4 O procedimento exemplificado para o elemento de barra v lido para qualquer outro tipo de elemento finito Entretanto cada tipo de elemento tem uma matriz de rigidez k e particular O veto
66. ade e no centro de press o ocasionando uma altera o sens vel na componente de for a normal do solo dada por RMd a RP G cos o deg mo Qr Sa l 4 22 For a Motriz M xima para Ve culo de Tra o Dianteira em N a m xima for a tangencial poss vel de se transmitir pelas rodas dianteiras dada por G nt 4 23 CAP TULO 4 An lise de Mobilidade do Ve culo CadMot I 36 Aclives M ximos para Ve culos de Tra o Dianteira em Graus para determinar os valores m ximos de aclives considera se que a velocidade do ve culo seja constante e baixa logo a for a de in rcia nula e por ser a velocidade baixa a resist ncia aerodin mica aproximadamente nula A for a motriz deve vencer assim apenas as resist ncias de rolamento e aclive E D a Y rd E EE SR l 0 max atanj 4 24 mw r LA nd 2 e Acelera es M ximas para Ve culos de Tra o Dianteira em m s neste caso despreza se apenas a resist ncia aerodin mica pois a experi ncia mostra que as acelera es m ximas ocorrem somente com velocidades baixas Lu 1 RP f cos 6 deg IE u Da sin 0 deg amax g 4 25 For a de Frenagem M xima para Ve culos com Freio na Dianteira em N uma for a com o mesmo m dulo por m com sentido oposto ao da for a de atrito Ffmax Rd u Vesce u reg 4 26 Velocidade em Curva a partir da qual
67. ados est o mostrados nas Tabelas 4 6 e 4 7 CAP TULO 4 An lise de Mobilidade do Ve culo CadMot I 42 Figura 4 13 Configura o do Teste de Passagem entre Obst culos Tabela 4 6 Teste de Passagem entre Obst culos DR 0 65 m nO XA 7 07 7 19 Percebe se que a dist ncia entre rodas influencia nos tempos de passagem entre os obst culos principalmente para a maior dist ncia entre os cones le visto que para a menor dist ncia entre cones 1 a dificuldade deixa de ser a estabilidade do ve culo e passa a ser o pequeno espa o para o ve culo passar devido maior dist ncia entre as rodas Figura 4 14 Teste de Passagem entre Obst culos CAP TULO 4 An lise de Mobilidade do Ve culo CadMot I 43 4 4 3 Teste de Velocidade M dia Acelera o M dia e Frenagem Figura 4 15 Configura o da Pista de Testes Para a execu o desse teste foi utilizada uma pista de 30 trinta metros de comprimento conforme o esquema mostrado na Figura 4 15 a qual serviu para os 3 tr s testes No caso do teste de velocidade m dia mediu se o tempo que o ve culo levava para atravessar toda a pista com o motor a uma rota o de aproximadamente 7500 RPM o que equivale a 93 75 da rota o m xima recomend vel do motor 8000 RPM e determinou se a velocidade m dia a partir da Equa o 4 42 conforme 9 AREA 4 42 No teste de acelera o tamb m mediu se o tempo que o ve culo levava para
68. al e For ada do Ve culo CadMot I 54 Note que para um elemento de rea de se o transversal constante esta express o exata o que implica que a tens o tamb m constante ao longo do elemento Considerando o equilibrio nos n s 1 e 2 com auxilio da Figura 5 7 obt m se respectivamente Figura 5 7 Equil brio dos N s P 0 5 6 P o A 5 7 A substitui o da Equa o 5 2 nas Equa es 5 6 e 5 7 e a subseq ente substitui o da Equa o 5 5 nas express es obtidas leva s equa es F u u 5 8 P L u u 5 9 que podem ser escritas na forma matricial como EA 1 llu P 2 Pea 5 10 Lyst d iiu F Esta a equa o do elemento de barra na forma de equa o fundamental de elementos finitos ou seja a equa o carregamento deforma es A matriz obtida EA 1 l1 K 5 11 e E a 5 11 denominada de matriz de rigidez do elemento de barra O vetor pe 5 12 p denominado de vetor de carga do elemento de barra A Equa o 5 10 pode ser escrita como IK Jue fp 5 13 CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I 55 u 1 r E onde us o vetor dos deslocamentos nodais u 2 Ap s obtidas as equa es para o elemento de barra retoma se o problema da estrutura global isto a barra tracionada discretizada da Figura 5 4 Para representar esta estrutura modelada por elementos de barra necessita se superp
69. algoritmo pr prio para a sua solu o Nestes casos como o da Figura 5 1 uma solu o num rica necess ria e um dos mais vers teis m todos para tal o MEF cargas nodais em a a x u Figura 5 1 Estrutura de Forma Arbitr ria Figura 5 2 Malha de Elementos Finitos Na Figura 5 2 mostrada uma malha de elementos finitos poss vel que representa a viga da Figura 5 1 onde as regi es triangulares s o elementos finitos e os pontos escuros s o Os n s que conectam os elementos uns aos outros Pode se dizer que os elementos finitos s o peda os da estrutura real por m n o se pode converter a Figura 5 1 na Figura 5 2 simplesmente fazendo cortes da estrutura em regi es e unindo as partes atrav s de n s pois isto resultaria em uma estrutura fragilizada CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I 51 Adicionalmente procedendo desta forma haveria concentra es nos n s e uma tend ncia a haver uma sobreposi o ou separa o ao longo da linha de corte entre as regi es Na realidade uma estrutura real n o atua desta forma Assim os elementos finitos devem se deformar de maneira compat vel por exemplo se uma aresta de um elemento permanece reta as arestas dos elementos adjacentes dever o ter deforma es compat veis sem que haja sobreposi o ou separa o A versatilidade uma not vel caracteristica do MEF que pode ser aplicado a v rios problemas A regi
70. alisar um ve culo motorizado para o transporte de deficientes f sicos com o intuito de resolver um direito constitucional de todo o cidad o de ir e vir tendo em vista s dificuldades encontradas pelos portadores de defici ncias de terem acesso ou locomo o na maioria das edifica es assim como circula o nos logradouros ou transportes coletivos Atendendo o acima referido este trabalho tem como objetivos espec ficos os seguintes itens e Coleta de dados e informa es de campo junto a usu rios e fabricantes de cadeiras de rodas bem como fabricantes e revendedores de componentes relacionados com o ve culo em quest o e Levantamento dos ve culos j existentes na regi o para uso de deficientes identificando vantagens e desvantagens no que diz respeito a aspectos t cnicos econ micos funcionais sociais e outros e Dimensionamento e constru o de uma unidade modelo do ve culo a fim de submet la a testes que quantifiquem sua performance e Padroniza o e normaliza o dos processos de fabrica o e montagem do ve culo tendo como mat ria prima fundamental sucata assim como elabora o de manuais de opera o e manuten o do mesmo e An lise da Fonte de ru do e vibra es motor para melhor entender suas caracter stica t cnicas f sicas e funcionais e Fornecer uma vis o global sobre os diversos aspectos que est o relacionados ao projeto de um ve culo automotor Determina o do Centro de Gra
71. alizada uma an lise das for as que ir o provocar vibra es geradas por esse motor como mostrado na Tabela 3 3 Figura 3 12 e 3 13 sendo os valores dos par metros dados por mp 77 04 g mpa 37 g r 19 mm el 71 mm Tabela 3 3 Valores das For as Prim ria e Secund ria para o Motor Novo 3 502 54603 14612 4 54 64122 171 59 05 586 74405 199 11 6 628 85453 228 67 7 670 97265 260 28 8 712 1098 293 94 9 754 1232 329 64 796 1373 36739 407 18 For a Prim ria e Secund ria Ficw Fii roi Figura 3 12 Curva das For as Prim ria e Secund ria para o Motor Novo em Fun o de W rad s CAP TULO 3 An lise da Fonte de Ru do e Vibra es Motor 24 Figura 3 13 Curva da For a Total 3D para o Motor Novo em Fun o do Tempo s Comparando os resultados obtidos para o desbalanceamento reciprocrativo notamos que devido aos dois motores terem por coincid ncia a biela e o eixo de manivela com as mesmas dimens es s foi alterada a massa alternativa mar no c lculo das for as Isto implicou em apenas uma mudan a nas amplitudes das for as e muito pouco na disposi o dos gr ficos que ficaram muito semelhantes Por isso apesar do novo motor ter uma pot ncia igual a tr s vezes a pot ncia do motor antigo Motor JD 37 deve se tomar cuidado com a especifica o dos amortecedores visto que as vibra es decorrentes do desba
72. as m entre ODStaCUlOS sao nosine EE TE aaa Gales das Coniigura o da Pista de Testos rensie a o alga Testes de Velocidade Acelera o e Frenagem cee Configura o do Teste de Subida de Aclive eee Teste de subida de ACIIVe sauna is oeriasa denis dan Ena SAAE a aaa Tese do CO des is O is O E Estmuit ira de Forma ArDITarna ssa de bad Malha de Elementos TIMIS irriparra eo tas do UERR nanda GEC Saad Darrasob Trador nai SO a AR ia Barrasob Trac o DiscretizAdA rsr nad OE EOD Elementos de Barra pescas adia Soto don a DE ad For as Nodais do Elemento de Barra e ereeeeererere erre Equinbro dos NOS saida DI a Cn DO Ee ni Os Tr s Elementos de Barra Usados na Discretiza o da Barra sob Tra o Estado Cubico de Tens es sasianiacsso Bis alo oia acto Modelo GEOmeteo a a A a a O Maliado Veiculo CadMot T prorina rninn ea e Restri es Utilizadas na An lise Num rica eeeseeseseseeerrerserrrreerrereerrrreerns DE Forma es Ca R n aa a a a aa Derormacocs ent y eyan a a a o Ea DETOrmacoOEs Cm 2 e r E TEN Distribui es de Tens es An lise Est tica 000senennnnosssssseeeresssssssrerreessss Forma Deformada Modo 4 Caso 1 ssossssssnennssssssssereerrssssssssrerresssssssseerees Forma Deformada Modo 10 Caso 1 ssessssssssnnsssssssseerresssssssrereesssssssseerees Forma Deformada Modo 16 Caso 1 sessossssnnsnnessssssseeenssssssssrerresssssssseerees Forma Def
73. aunsosaasisapanin rie iaae A TNE Abafador Sistema de Escapamento eonsesssoeeeennssssssseerrnsssssssserreresssssssse Conex o Sistema de Escapamento essssseseeeeeensssssssreeensssssssrereresssssererrees Silenciador Sistema de Escapamento eossssoeeennnnssssssseeeresssssssreeresssssssses Silenciador Oricinal ss saieigaie rias E E E E O OAE Dimens es d Silenciador Original sennrenesrs tua a sa sad naanse Ma sda a nada Silenciador de 3 tr s Expans es Analisado soseoennnnnsnsssssseeennssssssssseeeees Dimens es do Silenciador de 3 tr s Expans es Analisado Modelo Analisado Silenciador eee ii eererrrreeee e eeeerrrrreeeearenanoo Malha do SECO ceros SATA Modelo com RESITI ES passing si GER aid iai Modo gt on C 3J EXPInSOES scerna dae Ea ado asia na dns Modo SiS Bepans es sds iao ion sa displasia Dans do spt sos ans Modo 10 Sil C 3 Expansoes a sisuironitisidasGesiae nnn n EE EE E i Modo 12 SH CS ERPIN OES ae aaa O DNS aa aaa Modo 7 Si O Expanse assisto nabo NS Modo 20 511 0 3 Expansoes sas oia E Erequde 50005 243 EXpansOes reinar ana ADS Freq de 0000 Hz 5 ExpanS ES sas auasasansssasadama mah ni ea dora die uaa Ea suado Fred des 90 H2 3 Expanso es essas sansas Lsbsiaaa Sb E ida Sapo La ada Freq de 9000 Hz O Expans es sgsesenecassdadentesaitensaaoiaas ide i ans Sabia a ado nd das de Redu o de Ruido P 3 Expan
74. ch o CAP TULO 6 An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento 97 do Ve culo em Recintos Fechados 6 4 1 An lise Modal A express o anal tica que fornece os valores de frequ ncias naturais para uma sala em forma de prisma retangular conforme 7 dada por 6 2 e os resultados s o apresentados na Tabela 6 8 Tabela 6 8 Sto Naturais Calculadas Analiticamente n my n fD O JO IT 686 Apopi Tas 3 070 735 ofe o o i fi rss Na Tabela 6 9 temos os resultados te ricos e anal ticos Tabela 6 9 Compara o entre os Resultados Anal ticos e Num ricos Fregii ncias Naturais em Hz Naturais em Hz Modelo Modelo Modos So So Modelo Te rico num rico c a num rico s a fonte semi fonte semi esf rica esf rica as 2a A5 E E S AI 3 o 43 E E Do 4 RR TR EO EEE 9 Il m m il dA Em termo de erros relativos temos CAP TULO 6 An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento 98 do Ve culo em Recintos Fechados Tabela 6 10 Erro Relativo entre as Fregii ncias Naturais Anal ticas e Num ricas apo amo oo 2 1 o 3l 0 0 al oo o o O0 6 027 om oso os o 06 Nota se que a presen a da fonte provoca uma varia o nos valores de algumas freq ncias naturais por m o modelo confi vel por ter apresentado resultados id nticos aos anal ticos para o caso sem a fonte Abaixo temos nas Figuras 6 36
75. com um motor novo s o 1 Usar a mistura de gasolina e leo 2T de 25 1 nos primeiros 30 horas ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 152 2 Funcionar a m quina em marcha lenta at consumir um tanque de combust vel para que haja um perfeito assentamento entre pist o cilindro e an is 3 Procurar n o acelerar no m ximo enquanto estiver andando evitando assim altas rota es que passem de 5000 rpm 4 Ao Iniciar o uso procure n o acelerar demais para evitar trabalhar com carga m xima aconselh vel trabalhar com a mistura de combust vel um pouco mais rica durante as primeiras horas de uso Logo ap s deve se fazer uma nova regulagem do carburador Motor frio O motor quando est frio vai falhar um pouco at aquecer Com o motor falhando e frio voc anda com mais dificuldade pois novamente n o existe folga de pot ncia como nos ve culos maiores Uma dica para aquecer o motor levantar a roda traseira apoiada no p de descanso baixando empurrando o guid o para frente e apoiando a m quina na roda dianteira e no p descanso Acelere e deixe a roda virar livre alguns segundos ver figura e esquema nas p ginas anteriores com o motor afogado e depois desafogado Vela encharcada Quando o motor n o pega ap s 3 ou 4 tentativas muito prov vel que a vela esteja encharcada com leo 2 tempos O leo um 1solante el trico e se o mesmo encharcar a vela dif cil
76. cund ria Frequ ncia ED Ponto rad s Frequ ncia Hz 836 628 1676 Obtidas as solu es para cada an lise em quest o pode se iniciar a terceira e ultima etapa a do p s processamento Esta a etapa onde se observa em formas de telas gr ficas tabelas gr ficos etc os resultados calculados na etapa anterior Para o caso da an lise est tica tem se como objetivo observar a distribui o de tens es e as deforma es nas dire es x y e z e para a an lise modal os par metros de interesse s o as frequ ncias naturais e as formas deformadas Para o caso da an lise for ada foram obtidas as formas deformadas e a distribui o de tens es referentes as principais frequ ncias de excita o CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I 69 5 5 Resultados da An lise Est tica Abaixo s o mostrados os resultados obtidos para a an lise est tica realizada no ve culo CadMot I Figura 5 13 Deforma es em x Figura 5 14 Deforma es em y CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I Figura 5 15 Deforma es em z Figura 5 16 Distribui o de Tens es An lise Est tica 70 CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I 71 5 6 Resultados da An lise Modal Abaixo s o mostrados os resultados obtidos para a an lise modal realizada no v
77. da an lise harm nica que uma t cnica usada para determinar a resposta for ada de uma estrutura para cargas que apresentam uma varia o temporal harm nica Esta t cnica de an lise permite que sejam calculadas apenas as vibra es for adas em regime permanente n o sendo poss vel a determina o das caracter sticas da vibra o transiente ou seja aquela que ocorre no in cio da excita o Embora estejam dispon veis tr s m todos de solu o que podem ser empregados em uma an lise harm nica o m todo escolhido foi o m todo da Superposi o de Efeitos Neste m todo as frequ ncias naturais e formas modais obtidas na an lise modal s o usadas com o objetivo de caracterizar a resposta din mica da estrutura Assim definindo um conjunto de coordenadas modais y tal que q 2 4 5 41 i onde 4 a forma modal correspondente ao i simo modo de vibra o e n o n mero de modos usados Substituindo a Equa o 4 41 na Equa o 5 39 e usando se a condi o de ortogonalidade dos modos de vibra o 6 M d 0 e 4 K b O para i j bem como a CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I 63 hip tese de amortecimento de Rayleigh db C Q para 1 j poss vel obter se o seguinte conjunto de n equa es desacopladas a 2 T A vantagem da obten o de um sistema de equa es desacopladas que toda a lgebra computacional de matriz j foi feita na fase de an
78. da figura real igual somat ria do produto de massa de todas as formas geom tricas simples que formam a geometria real de acordo com as seguintes equa es mXx 5 mx 4 1 m y my 4 2 mZ 5 mz 4 3 Para o caso em quest o fazendo se a considera o de que a massa espec fica constante em toda a estrutura do ve culo as Equa es 4 1 4 2 e 4 3 podem ser tratadas em termos de volumes No Anexo 3 apresenta se um c digo desenvolvido no Programa MathCad para calcular as coordenadas do Centro de Gravidade de forma mais r pida tendo por base as Equa es 4 1 4 2 e 4 3 Neste programa s o necess rios os seguintes dados de entrada massa especifica do material da estrutura p volume dos s lidos que comp em a figura composta e suas coordenadas do centro de gravidade no caso centro geom trico ou centr ide devido s considera es feitas em rela o ao eixo de coordenadas adotado Para o caso foi adotado que o ponto 0 0 0 est situado sobre um eixo de simetria longitudinal da cadeira Figura 4 1 Assim pode se considerar que a coordenada z do centro de gravidade da maioria dos s lidos simples igual a zero CAP TULO 4 An lise de Mobilidade do Ve culo CadMot I 27 Figura 4 1 Localiza o da Origem do Sistema de Coordenadas 4 2 2 M todo Experimental Primeiramente foi feita uma considera o semelhante citada no M todo Convencional s que agora considera se que a co
79. da foi 10 000 Hz o que implica em um comprimento de onda igual a 0 0342 m determinando se ent o o tamanho de 5 7 mm m ximo que o elemento poderia assumir Neste caso foi adotado um tamanho de elemento m ximo de 3 8 mm CAP TULO 6 An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento 87 do Ve culo em Recintos Fechados Figura 6 10 Malha do Silenciador A segunda etapa iniciada com a defini o das condi es de contorno que ser o adotadas no modelo Para o caso do ve culo em quest o foi aplicado na sec o transversal da entrada do silenciador um valor de press o PRESS 1 e na sec o transversal de sa da do silenciador um valor de imped ncia IMP p c 413 82 como apresentado na Figura 6 11 Figura 6 11 Modelo com Restri es Para a an lise modal foi apenas escolhido o m todo de solu o a ser utilizado pelo ANSYS 6 0 Block Lanczos o n mero de modos que se deseja extrair como solu o os 20 primeiros a faixa de frequ ncia a ser analisada 20 a 10 000 Hz e solicitado ao programa a solu o Para o caso da an lise for ada foi escolhido o m todo de solu o Frontal Solver Full a faixa de frequ ncia que se deseja analisar 0 a 10 000 Hz juntamente com o n mero de pontos que ser o analisados neste intervalo 40 Agora obtidas as solu es para cada an lise em quest o pode se iniciar a terceira e ltima etapa a do p s processamento Esta a etapa onde pode
80. das as etapas do processo de constru o est o descritas no manual com exce o da etapa de instala o do Sistema El trico Auxiliar e do Cinto de Seguran a que podem ser implantados mas ainda n o foram devido falta de recursos financeiros do projeto por m os mesmos s o de suma import ncia principalmente se o CadMot I for utilizado no per odo da noite Quanto aos materiais normalmente utilizados em cadeiras de rodas torna se importante destacar algumas caracter sticas relacionadas com o uso e o conforto dos deficientes e A o O a o pode ser parafusado perfurado soldado colado estampado forjado moldado torneado fresado etc Tem solidez e resist ncia mec nica excelentes adapt veis s necessidades Contudo o a o um material pesado fadig vel frio ao contato sonoro e ofensivo para as roupas e Madeira A madeira um material leve pouco sonoro e cujo contato com a pele suave e quente Permite at certo ponto a respira o da pele e a drenagem do suor No entanto apresenta dificuldades de manipula o e os retoques s o muito dificeis e Couro O couro perme vel aos gases e at certo ponto ao suor Com o seu contato n o h portanto irrita o da pele N o frio e seu contato agrad vel CAP TULO 2 O Ve culo Aspectos T cnicos e Legais 11 pele Pode ser mais ou menos el stico ou r gido Seu manuseio f cil e com instrumentos simples o couro pode ser moldado cosi
81. de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 137 Fixar as polias Itens 10 e 11 no eixo do guidon conforme a Figura 2 45 Prestar bastante aten o no lado em que cada polia dever ficar Figura 2 45 Montagem das polias no volante Fazer a montagem das rodas dianteiras Item 5 seguindo o esquema demonstrado na Figura 2 46 Ter o cuidado de fixar corretamente as arruelas de reten o dos rolamentos n o descritas no desenho EIXO TRASEIRO Figura 2 46 Montagem das rodas traseiras no conjunto tubo eixo Montar a roda traseira Item 4 no eixo traseiro Item 3 Fazer a montagem na posi o correta conforme descrito na Figura 2 47 Ter o cuidado de fixar corretamente as arruelas de reten o dos rolamentos n o descritas no desenho Figura 2 47 Montagem da roda dianteira seu no eixo Encaixar e aparafusar o motor na sua base como mostrado na Figura 2 48 Figura 2 48 Motor JD 37 ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 138 Acoplar a correia na polia e na guia da roda como mostra Figura 2 49 Figura 2 50 Eixo usinado ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 139 2 4 BANCOS CARENAGENS ACESS RIOS a Material Utilizado Padr o Walk Machine Manopla Esquerda Padr o Walk Machine 10 Conj Roldana Acelerador Manopla Direita Padr o Walk Machine l unid e Roldana 12 Bagageiro o o oS d o o
82. dia Velocidade M dia em curva para TER DR 1 03 Vmc Inclina o da Pista a Comprimento da Rampa Comprimento da Pista de Prova Altura da Rampa Figura 4 11 Configura o doTeste de Velocidade em Curva Tabela 4 3 Teste de Velocidade em Curva DR 0 65 m Tabela 4 4 Teste de Velocidade em Curva DR 1 03 m CAP TULO 4 An lise de Mobilidade do Ve culo CadMot I 41 A partir dos resultados obtidos pode se calcular a velocidade m dia em curva Equa o 4 41 em concord ncia com 9 as quais s o mostradas na Tabela 4 5 Vmc ne 4 41 lC mi Onde Per 7 rc Tabela 4 5 Velocidades M dias em Curvas 3 9424 319 350 3 944 3 3 50 Como esperado quando o ve culo est com as rodas traseiras na posi o mais afastada DR 1 03 m ele tem maior estabilidade e consegiientemente pode fazer as curvas com maior velocidade Apesar da diferen a entre as velocidades n o ser quantitativamente grande durante os testes percebeu se que o ve culo na condi o de DR 0 65 m n o apresenta a menor seguran a ao condutor devido a constante tend ncia ao tombamento Figura 4 12 Teste de Velocidade em Curvas 4 4 2 Teste de Passagem entre Obst culos O teste foi executado como mostrado na Figura 4 13 Durante o teste foram variadas as dist ncias entre os cones e consequentemente o comprimento da pista al m da dist ncia entre rodas do ve culo Os result
83. do colado e revirado sem dificuldade Entretanto em contato com certos suores torna se r gido e quebradi o podendo ferir com facilidade al m de ranger com facilidade com os movimentos e Alum nio O alum nio de excelente manipula o e de utiliza o diversa por m o contato tamb m frio e desagrad vel e Fibra fibra tende a desaparecer diante do surgimento dos pl sticos e das dificuldades de sua utiliza o que exige m o de obra rara e Subst ncias Pl sticas Estas s o modeladas com precis o e manipuladas facilmente Seu material leve pouco sonoro mau condutor de calor n o frio ao contato e em geral de pre o pouco elevado Possuem transpar ncia aos Raios X e capacidade de serem obtidas com todos os graus de dureza consist ncias e todas as formas desej veis S o imperme veis ao ar e ao suor O que ao contato com a pele certamente uma fonte de desconforto S o normalmente n o alergizantes mas dependendo das outras subst ncias contidas na liga corantes subst ncias para melhorar a apar ncia e os revestimentos etc podem provocar alergias 2 4 Legisla o e Regulamenta o Cab veis ao Ve culo CadMot I Fazem se necess rias mudan as de perspectiva e de atitudes da sociedade inclusive tamb m das pessoas portadoras de defici ncia isto uma mudan a cultural que dif cil de acontecer mas poss vel porque o processo j est iniciado Hoje temos diversas ONGS que lutam pelo
84. dos adicionais foram medidos o raio da manivela r e o comprimento da biela 1 como mostrado abaixo Extremo da Extremo do mp 53 13 g manivela pist o E Mpa 35 8 r 19 mm 71 mm Figura 3 9 Divis o do Peso da Biela em suas Parte Alternativa e Rotativa Para o caso em quest o foi considerado que as massas rotativas Mot s o iguais a zero indicando que o virabrequim est balanceado Quanto faixa de frequ ncia como o motor segundo o fabricante funciona em rota es de 4000 a 8000 RPM foram analisados 11 pontos entre tais rota es sendo eles em rad s respectivamente 418 460 502 544 586 628 670 712 754 796 838 CAP TULO 3 An lise da Fonte de Ru do e Vibra es Motor 21 Utilizando as Equa es 3 2 e 3 3 obt m se os seguintes valores de amplitude da for a F e Fi for a prim ria e secund ria respectivamente em fun o da frequ ncia para o Motor JD 37 Tabela 3 2 e Figura 3 10 Tabela 3 2 Valores das For as Prim ria e Secund ria 418 460 3 502 497 112927 544 495 53 1326 05 586 5750 153 87 16 628 66038 176 72 7 67 751 67 20115 8 712 84886 22716 9 754 95196 25475 10 796 10610 283 92 For a Prim ria e Secund ria B00 Fier Fii 600 Figura 3 10 Curva das For as Prim ria e Secund ria em Fun o de W rad s Na Figura 3 11 a e b temos plotada a Equa o 3 1 para cada f
85. dulo O crit rio de von Mises sugere que o valor da tens o equivalente para o estado c bico de tens es em cada n pode ser calculado por O eq 5 o 0 0 05 0 a 5 35 Dessa forma atrav s do c lculo do valor de tens o equivalente em cada n da estrutura discretizada obt m se uma distribui o de tens es ao longo da estrutura 5 3 2 An lise Modal e An lise Harm nica A formula o matem tica dos elementos que comp em o ve culo tem por base o uso do software comercial ANSYS 6 0 de elementos finitos de tal modo que as CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I 61 caracter sticas geom tricas e estruturais de cada um desses elementos s o representadas por elementos finitos dispon veis na biblioteca de elemento do ANSYS 6 0 A equa o que governa o movimento vibrat rio do sistema pode ser dada na forma matricial como Mq C Kq F 5 36 onde M C e K s o respectivamente as matrizes de massa amortecimento e rigidez do sistema e q e F s o definidos respectivamente como os vetores de deslocamento e carga aplicada generalizados Para melhor ilustrar o caso utiliza se como exemplo o elemento BEAM4 de viga ao qual as matrizes de rigidez K e de massa M para o j simo elemento s o dadas por KO BT DB dV 5 37 V MO Hon dV 5 38 V onde p a massa espec fica do material H a matriz de fun es de forma B a
86. e culo CadMot I 5 6 1 Caso 1 S Elementos de Massa Tabela 5 8 Fregii ncias Naturais Caso 1 a 00 9 1194 6 69182 14 22500 Abaixo s o apresentadas as formas deformadas para os modos assinalados com na Tabela 5 8 FREQ 1 017 DM 1 b z DiCa NSbabi 57735 17725 57725 T20645 r lidy 241 794 01474 a BUPTER Figura 5 17 Forma Deformada Modo 4 Casol CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I Figura 5 18 Forma Deformada Modo 10 Casol Figura 5 19 Forma Deformada Modo 16 Casol 12 CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I 13 5 6 2 Caso 2 Elementos de Massa Tabela 5 9 Fregii ncias Naturais Caso 2 DA 84483 16 14104 9 40857 21 26874 Abaixo s o apresentadas as formas deformadas para os modos assinalados com na Tabela 5 8 d44b20s l 95 57449 5441 64209 Tig ur EaR YF E A Gusto 2AT a HETER Figura 5 20 Forma Deformada Modo 6 Caso2 CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I Figura 5 21 Forma Deformada Modo 16 Caso2 Figura 5 22 Forma Deformada Modo 22 Caso2 74 CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I 75 5 7 Resultados da An lise For ada Abaixo s
87. e conquistar seus espa os Para isso s basta a sociedade trat lo com respeito considerando o como cidad o Em 1987 foi criado o CORDE Coordenadoria Nacional de Defici ncia e garantido em lei a partir de 1989 Em 1988 a Constitui o Federal mesmo com muitas limita es consolidou a garantia do direito de muitas pessoas portadoras de defici ncia que foi uma conquista dos movimentos sociais organizados atrav s desta luta Mais recentemente tem se a LEI N 10 098 DE 19 DE DEZEMBRO DE 2000 Di rio Oficial da Uni o 20 de dezembro de 2000 que estabelece normas gerais e crit rios b sicos para a promo o da acessibilidade das pessoas portadoras de defici ncia ou com mobilidade reduzida e d outras provid ncias Quanto s quest es de normaliza o em rela o circula o e acessibilidade de pessoas portadoras de defici ncia fisica em edif cios equipamentos urbanos dentre outros deve se consultar a norma ABNT NBR 9050 1994 2 Pelo fato do CadMot I ser um ve culo motorizado e constru do para circula o em vias de tr fego torna se indispens vel citarmos a LEI N 9 503 DE 23 DE SETEMBRO DE 1997 que institui o C digo de Tr nsito Brasileiro Deste c digo conclui se que o ve culo constru do deve atender dentre outros aos seguintes requisitos b sicos para poder trafegar livremente e com seguran a no transito urbano e Permitir que o condutor tenha dom nio completo sobre o ve culo e Ter freios
88. e refere ao comportamento do motor como curva de consumo curva de pot ncia curva de torque e curva de consumo espec fico e impossibilidade de determina o de tais caracter sticas na UFPA foi contatado o fabricante MicroMachine que nos forneceu essas informa es obtidas experimentalmente em seus laborat rios de testes como mostrado abaixo 3 2 2 1 Curva de Consumo l h CAP TULO 3 An lise da Fonte de Ru do e Vibra es Motor 17 MESNE Consumo os Figura 3 4 Curva de Consumo 3 2 2 2 Curva de Pot ncia CV Pot ncia Figura 3 5 Curva de Pot ncia 3 2 2 3 Curva de Torque Kgf m CAP TULO 3 An lise da Fonte de Ru do e Vibra es Motor 18 Terque 0 1 2000 4000 6000 8000 10000 RPM Figura 3 6 Curva de Torque 3 2 2 4 Curva de Consumo Espec fico g CV h TERRE ERR ERRAR consuma dos LA LI TC 400 a o Espec fico ID NERNET ORRE ERNER El I 10000 Figura 3 7 Curva de Consumo Espec fico 3 3 Caracteriza o do Esfor o Din mico Provocado pelo Motor H dois grupos de fen menos vibrat rios de import ncia pr tica nos motores alternativos a saber vibra es transmitidas s funda es pelo motor como um todo e CAP TULO 3 An lise da Fonte de Ru do e Vibra es Motor 19 oscila es torcionais no eixo de manivelas virabrequim e nas linhas de eixo da maquinaria acionada Cada um desses dois
89. efeitos provocado por uma combina o das acelera es peri dicas das partes m veis pist es bielas manivelas e das varia es peri dicas de press o de g s no interior do cilindro Seja um motor monocil ndrico conforme mostrado na Figura 3 8 em que o pist o executa um movimento alternativo isto sofre acelera es verticais alternadas Enquanto o pist o est sendo acelerado para baixo deve haver uma for a dirigida tamb m para baixo atuando sobre ele e essa for a deve ter uma rea o que atua no sentido de for ar para cima as partes estacion rias do motor Assim uma acelera o alternada do pist o est ligada a uma for a alternada da carca a do cilindro que se manifesta sob a forma de vibra es no motor e em seus suportes Na dire o lateral isto perpendicularmente ao eixo de manivela e a biela do pist o as partes m veis tamb m aceleradas s o o pino da manivela e parte da biela As for as que provocam essas acelera es v o ter rea es iguais e opostas na carca a do motor Esse ltimo efeito conhecido como desbalanceamento horizontal Na dire o longitudinal isto na dire o do eixo de manivelas n o surgem for as de in rcia porque todas as partes m veis permanecem em planos perpendiculares ao virabregquim Legenda Meg Massa do Motor Comprimento da Biela r Raio da Manivela mp Massa do Conjunto Pist o Mm Massa da Manivela mp Massa da Biela
90. eiro no guidon como Figura 3 2 ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 145 Figura 3 2 Posi es de acoplamento Engatar o bagageiro no chassi parafusando o conjunto base cilindro do acento e em seguida a bra adeira e como Figura 3 3 Figura 3 3 Modo de encaixe do bagageiro c Acabamento e Pintura Fazer o acabamento removendo ferrugens e outras impurezas das superf cies met licas com Lixa D Agua 180 para posterior pintura Pintar com Tinta Sint tica Brilhosa como sugest o de cor Preto Cadillac Sint tico ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 146 4 FERRAMENTAS NECESS RIAS Quantidade 1 JFuradeira To id Pistola para pintura O Iumido O M quina de Soldagem MAG e 4 jArodeSera oo o o id O N 19 mm duas 17 mm 1 unid de Es RAVE SADC duas 10 mm e 8 mm 5 7 Brocas 34 mm 20 mm 16 mm 13 1 unid de mm 10 mm 6 mm cada Alicate de Bico tand Alicate Universal i 1 unid 5 RESUMO DOS MATERIAIS UTILIZADOS Tubo Parafuso Cabe a Chata fenda e c Porca Arruelas de Reten o PR M10 D 6 mm x Comp 54 mm l unid Modelo WalkMachine Modelo WalkMachine Modelo WalkMachine ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 147 E unid suporte da poltrona ajust vel e rotativa Padr o Walk Machine Manopla Esquerda Padr o Walk Machine Conj Roldana Acelerador
91. ela o entre a velocidade te rica e o coeficiente de escorregamento conforme estabelecido pela seguinte equa o CAP TULO 4 An lise de Mobilidade do Ve culo CadMot I 38 Vr 1 E Vt 4 32 Perda de Pot ncia na Regi o de Contato Pneu Pista em W devido diferen a entre a velocidade te rica e a real temos uma perda de pot ncia no contato pneu pista dada pela diferen a entre as pot ncias na roda e no solo Proda Vt Fm Ps Vr Fm Ppp Proda Ps 4 33 Pot ncia Consumida na Transmiss o em W representa as perdas mec nicas durante a transmiss o Pm 1 Nm Pe 4 34 Pot ncia Consumida pelo Movimento a Velocidade Constante em W para o c lculo desta pot ncia considera se apenas a resist ncia aerodin mica e a resist ncia ao atrito Pcons Qa Qr Vt 4 35 Pot ncia M xima no Cubo em W a pot ncia efetiva do motor menos a pot ncia consumida pela transmiss o Pc Pe Pm 4 36 Pot ncia L quida na Roda para Movimento a Velocidade Constante em W PI Pc Pcons 4 37 CAP TULO 4 An lise de Mobilidade do Ve culo CadMot I 39 e Possibilidade de Vencer Aclives em Graus assumindo que toda a pot ncia l quida seja utilizada pelo ve culo para vencer um aclive poss vel obter se o valor m ximo de aclive que o ve culo capaz de subir 9 PI pos asin G 4 38 e Possibilidade de Acelera o em m s con
92. em 4t 100 cc rodovias Dois Freedom a Millennium el tricos 64x 105 x 88 de 24V CC 300W Dois motores o tu po el tricos 64x 108x95 75 Fun o Stand ANO LP de24V CC 400W A partir do levantamento mostrado percebe se que existe uma grande variedade Peso 13 4 158 Encosto reclin vel 90 l 59 8 e 3 5 9 7 de modelos por m todos t m alto custo de aquisi o sem contar que os ve culos s o fabricados em sua grande maioria na regi o sul e sudeste do pa s o que torna mais dif cil sua CAP TULO 1 Introdu o 5 manuten o al m do fato de que o fator transporte tornar maior o custo de aquisi o do ve culo 1 4 Estrutura do Trabalho A descri o das etapas do trabalho seu desenvolvimento te rico e experimental conclus es e recomenda es s o organizadas e apresentadas num total de sete cap tulos No Cap tulo 2 s o apresentadas as caracter sticas gerais do ve culo motorizado para deficientes e as etapas do processo de produ o do mesmo A constru o deste ve culo modelo foi em grande parte baseada no ve culo j existente o qual alguns deficientes possuem Com o objetivo de melhor interpretar as verdadeiras necessidades dos usu rios dessas cadeiras foi elaborado um question rio com base em uma lista de atributos gerais do produto a qual possibilitou a concep o de um novo ve culo que tem basicamente a estrutura do ve culo antigo por m com modifica es que
93. er ser maior do que 1 6 do comprimento de onda da maior frequ ncia analisada Depois de executada a malhagem a segunda etapa iniciada com a defini o das condi es de contorno que ser o adotadas no modelo Para o nosso caso foi aplicado na calota esf rica que simula a fonte no interior da sala um valor de press o Press 1 Para a an lise modal foi apenas escolhido o m todo de solu o a ser utilizado pelo ANSYS 6 0 Block Lanczos o n mero de modos que se deseja extrair como solu o os 30 primeiros e a faixa de frequ ncia a ser analisada 0 a 300 Hz e ent o foi solicitado ao programa solu o Foi obtido um conjunto de frequ ncias para cada configura o da sala que foram posteriormente comparadas com os resultados te ricos obtidos para se atestar e calibrar o bom funcionamento do modelo Para o caso da an lise for ada foi escolhido o m todo de solu o Frontal Solver Full a faixa de frequ ncia que se deseja analisar 0 a 300 Hz juntamente com o n mero de pontos que ser o extra dos 10 neste intervalo Agora obtidas as solu es para cada an lise em quest o pode se iniciar a terceira e ultima etapa a do p s processamento Aqui destacamos o caso da an lise for ada em que foram obtidos os campos de press o sonora no interior da sala e as press es em dois n s N 377 e N 5558 sendo um situado no canto da sala e outro no centro da sala todos situados a meia altura do
94. er que al m da pot ncia do motor ser baixa n o ocorre uma refrigera o for ada do mesmo apenas natural Isto explica o excessivo aquecimento do motor principalmente quando submetido a um trabalho cont nuo e prolongado Este um dos fatores que diminui a durabilidade do motor pois quando usado no ve culo para transporte de deficientes constantemente apresenta problemas Na Patimete Motorizada por ter sido projetado para trabalhar na parte inferior entre os p s do condutor a quest o do ru do n o era t o significativa por m no caso da cadeira de rodas ela pois o motor est localizado na parte superior muito pr ximo aos ouvidos do condutor e por 1sso deve ser re analisada Segundo o fabricante este motor tem uma autonomia m dia de 50 Km com apenas 1 litro que n o s possibilita uma grande vantagem em rela o aos motores el tricos mas tamb m possibilita a constru o de um ve culo com um tanque de combust vel com uma CAP TULO 3 An lise da Fonte de Ru do e Vibra es Motor 16 pequena capacidade 2 litros Para fins ilustrativos abaixo temos uma vista explodida do Motor JD 37 Figura 3 3 mostrando seus diversos componentes lembrando que mesmo com uma certa dificuldade os mesmos podem ser encontrados por encomenda na Concession ria Figura 3 3 Vista Explodida do Motor JD 37 3 2 2 Curvas Experimentais do Motor JD 37 Devido necessidade de se obter algumas informa es no que s
95. erdo 89 8 dB do condutor bastante elevado e est acima do recomendado 85 dB por um per odo de 8 horas sendo necess rio o projeto de um novo sistema de escape e de uma carenagem em torno do motor para que o ru do possa ser atenuado bloqueado ou at mesmo confinado se n o a sa de do condutor estar em risco CAP TULO 6 An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento 105 do Ve culo em Recintos Fechados 002 Medi o na saida do sistema de escape da 29 04 2002 095633 085732 4000 A Hz NR Lee ma LM sm Era Cursor rr Legs 97 3 dB LME da LEMin 85 7 dB Figura 6 55 Espectro na Saida do Silenciado ISO 3745 1977 013 Medi o na posi o do ouvido direito do condutor dB 2904 2002 10 24 51 10 25 50 BE io mm Li MR rr Cursor Leg 89 4 dB rude dB CP a Figura 6 56 Espectro na Posi o do Ouvido Direito do Condutor ISO 3745 1977 ld Medi o na posi o do ouvido esquerdo do condutor da 28 04 2002 10 26 03 102 02 2000 B000 A H 4000 mo a iier Em as Cursor rem Leg 80 8 dB Pee i4 dB LFMin 68 0 dB Figura 6 57 Espectro na Posi o do Ouvido Esquerdo do Condutor ISO 3745 1977 CAP TULO 7 Conclus es e Recomenda es 106 CAPITULO 7 CONCLUS ES E RECOMENDA ES 7 1 Conclus es Neste trabalho o objetivo principal foi analisar um ve culo motorizado para o transporte de deficientes f sicos com o intuito de resolve
96. ervaram diversos problemas principalmente referentes ao n vel de ru do induzido pelo ve culo no ambiente ao seu redor Em Anexo consta tamb m um Manual de Projeto do Ve culo CadMot I ve culo antigo melhorado com o objetivo de facilitar e normalizar o seu processo construtivo Conclu do este trabalho pode se iniciar uma fase de estudos mais detalhados sobre os diversos sub sistemas do ve culo concluindo se ent o a primeira fase do projeto citado CAP TULO 1 Introdu o CAP TULO 1 INTRODU O 1 1 Introdu o Com muita frequ ncia em nossas atividades cotidianas mais simples e mais comuns precisamos nos deslocar O percurso pode ser longo ou n o mas certo que a movimenta o de fundamental import ncia na vida do ser humano Dessa forma portadores de defici ncia f sica impossibilitados de se deslocar sem aux lio de uma cadeira de rodas se deparam com situa es que para n s s o triviais mas que para eles s o barreiras muitas vezes dif ceis de se vencer Essas barreiras podem ser f sicas e concretas como desn veis sem rampas piso irregular e passagens estreitas mas muitas vezes estas barreiras s o invis veis e abstratas por m n o menos dif ceis e at mais dolorosas o caso do preconceito do constrangimento e da depend ncia No sentido hol stico defici ncia f sica abrange todas as pessoas com restri es f sicas por sequelas organo funcionais como os card acos diab ticos
97. espec fica e obteve se o C G para as situa es mostradas nas Figuras 4 5 4 6 e 4 7 Figura 4 5 CadMot I S Motor S Tanque e S Condutor Figura 4 6 CadMot I C Motor C Tanque e S Condutor CAP TULO 4 An lise de Mobilidade do Ve culo CadMot I 31 Figura 4 7 CadMot I C Motor C Tanque e C Condutor 4 2 4 M todo de Determina o do C G atrav s do SoftWare ANSYS 6 0 Com o ve culo CadMot I desenhado no Programa ANSYS 6 0 pode se calcular diretamente o C G de acordo com as configura es mostradas nas Figuras 4 8 e 4 9 Figura 4 8 Estrutura do CadMot I S Elementos de Massa CAP TULO 4 An lise de Mobilidade do Ve culo CadMot I 32 Figura 4 9 Estrutura do CadMot I Elementos de Massa Estes elementos de massa foram utilizados para simular o comportamento da estrutura com as principais massas que est o contidas no ve culo tanque motor e condutor 4 3 An lise de Mobilidade O c lculo das principais caracter sticas de mobilidade do ve culo foi implementado no SoftWare MathCad conforme apresentado no Anexo 4 A rotina computacional desenvolvida necessita como dados de entrada de alguns par metros que est o associados s condi es de funcionamento do ve culo e s caracter sticas do meio ao qual ele est inserido ou sendo submetido conforme apresentado na Tabela 4 1 Na Figura 4 10 mostrada a dist ncia b que posicio
98. eu n o s devido baixa pot ncia de seu motor mas tamb m devido ao deslizamento da embreagem do conjunto de transmiss o que n o tem press o suficiente para vencer a solicita o imposta Por outro lado quando o ve culo iniciava a rampa com uma velocidade vo 6 m s demorava em m dia 1 09 s tsm para percorrer uma dist ncia de 5 5m Este tempo de subida equivale a uma velocidade m dia de 5 m s o que mostra ent o que o ve culo devido a resist ncia ao aclive desacelerado ao subir uma rampa com esta inclina o Figura 4 18 Teste de Subida de Aclive 4 5 Resultados Obtidos A formula o te rica apresentada e os testes executados com o ve culo possibilitaram o registro de uma s rie de par metros que s o importantes para a an lise de performance do ve culo Deve se ressaltar que a carga m xima usada na gera o destas informa es foi de 112 5 Kg conforme a seguir discriminada Peso da Estrutura 28 Kg Peso do Motor 12 5 Kg Peso do Tanque e Acess rios 2 Kg e Peso do Condutor 70 Kg Em rela o determina o do Centro de Gravidade para os tr s primeiros m todos descritos anteriormente foram utilizadas as seguintes configura es e Config 1 S Motor S Tanque e S Condutor e Config 2 C Motor C Tanque e S Condutor e Config 3 C Motor C Tanque e C Condutor CAP TULO 4 An lise de Mobilidade do Ve culo CadMot I 46 Entretanto para o m todo de determina
99. grupo de transmiss o para o meio externo cuja rea o impulsiona o ve culo e Grupo de Suspens o visa tornar o ve culo mais est vel bem como mais confort vel e Grupo Estrutural mant m unidos os diversos elementos estruturais construtivos e suporta as cargas que agem em fun o do uso do ve culo e Grupo de Controle permite a a o do condutor sobre o ve culo Este grupo inclui acelerador dire o e freio A seguir ser analisado o desempenho do ve culo no que diz respeito s caracter sticas desses diversos grupos 4 2 Determina o do Centro de Gravidade O posicionamento do centro de gravidade do ve culo um ponto importante na an lise de sua mobilidade Assim neste trabalho apresenta se 4 quatro poss veis m todos CAP TULO 4 An lise de Mobilidade do Ve culo CadMot I 26 que podem ser usados com este objetivo sendo o detalhamento apresentado nesta se o Por outro lado objetivando estudar a influ ncia da presen a do condutor e de outros componentes instalados sobre a posi o do C G do ve culo foram realizadas algumas simula es para situa es distintas 4 2 1 M todo Convencional ou de Aproxima o de Geometrias Este m todo calcula as coordenadas do centro de gravidade a partir da considera o de que uma geometria real s lidos n o regulares pode ser subdividida em formas geom tricas simples s lidos regulares e que o produto de massa em torno do centro de gravidade
100. ideravelmente melhor do que o ve culo antigo Este fato deve se ao aumento da dist ncia entre eixos e a possibilidade de regulagem da posi o da poltrona o que facilita o posicionamento do condutor em rela o ao centro de gravidade do ve culo Entretanto o maior problema detectado foi a baixa pot ncia do motor uma vez que o mesmo n o apresentou um bom desempenho durante os testes de subida de aclives e de acelera o Estes problemas podem ser solucionados a partir do dimensionamento de uma nova polia para o sistema de transmiss o com um di metro maior o que diminuiria as velocidades m ximas atingidas pelo ve culo e em consequ ncia um aumento do torque na roda do ve culo CAP TULO 7 Conclus es e Recomenda es 107 Os resultados obtidos para a an lise est tica do ve culo est o dentro dos limites de seguran a para carregamentos din micos onde a tens o admiss vel deve ser igual a 1 5 um quinto da tens o de escoamento Para o nosso caso foi adotada a tens o de escoamento para o a o 1020 ou seja Ge 289 MPa O maior valor de tens o no ve culo em geral tanto durante a an lise est tica quanto durante a for ada n o ultrapassaram 60 MPa e os valores dos deslocamentos ficaram na ordem de mil metros para a maioria dos casos analisados exceto para os casos mostrados nas Figuras 5 29 e 5 33 onde as tens es alcan aram valores pr ximos ou acima do limite de escoamento Estes valores de tens o elevados podem
101. iniciar a primeira igni o O motor n o pega A solu o e deixar um pouco em repouso e tentar novamente ou limpar as velas enxugando os eletrodos Quando voc transporta a cadeira esquecendo se de fechar a torneira do filtro e de andar at secar a gasolina do carburador voc poder encharcar a vela quando tentar ligar A vela encharcada com o motor funcionando tira a pot ncia do motor e piora a marcha lenta As vezes isto ocorre p r excesso de leo na gasolina Como ligar Voc ir se atrapalhar para ligar com um motor da Walk Machine ou a Motorella se n o usar a m o correta no comando correto e se voc n o ficar no lado certo da m quina para dar a partida M o direita no acelerador m o esquerda na corda de partida fique com os dois p s do lado direito da m quina Nas partidas a frio afogue o carburador levante a roda dianteira empurrando com a m o direita o guid o para frente ao pegar acelere desafogue gradualmente e deixe a roda traseira girando no ar alguns segundos para aquecer o motor e eventualmente desencharcar a vela leo 2T decantado Quando o Motor fica muitos dias em repouso ou quando o leo 2 tempos de m qualidade o leo separa se da gasolina e decanta se no fundo do tanque Neste caso a partida e o funcionamento do motor ficam cr ticos Use o leo de boa qualidade Recomenda se o Shell 2T Agite a m quina antes de ligar Se a vela estiver encharcada limpe a ANEXOS 2 Manual de Const
102. ir tendo em vista s dificuldades encontradas pelos portadores de defici ncias de terem acesso ou locomo o na maioria das edifica es assim como circula o nos logradouros ou transportes coletivos Atendendo o acima referido este projeto tem como objetivos espec ficos os seguintes itens ANEXO 1 Question rio 114 e Coleta de dados e informa es de campo junto a usu rios e fabricantes de cadeiras de rodas bem como fabricantes e revendedores de componentes relacionados com o ve culo em quest o e Levantamento dos ve culos j existentes na regi o para uso de deficientes identificando vantagens e desvantagens no que diz respeito a aspectos t cnicos econ micos funcionais sociais e outros e Dimensionamento e constru o de uma unidade modelo do ve culo a fim de submet la a testes que quantifiquem sua performance e Padroniza o e normaliza o dos processos de fabrica o e montagem do ve culo tendo como mat ria prima fundamental sucata assim como elabora o de manuais de opera o e manuten o do mesmo e An lise da Fonte de ru do e vibra es motor para melhor entender suas caracter stica t cnicas f sicas e funcionais e Fornecer uma vis o global sobre os diversos aspectos que est o relacionados ao projeto de um ve culo automotor Determina o do Centro de Gravidade An lise de Mobilidade etc e execu o de testes experimentais de dirigibilidade no ve culo CadMot I e A
103. lanceamento reciprocrativo ir o aumentar Ao montar os isoladores deve se observar a nova frequ ncia natural do sistema pois conveniente que a rela o de frequ ncia para a rota o de marcha lenta esteja entre 2 e 6 garantindo que o sistema n o trabalhe pr ximo a resson ncia e que os valores das for as transmitidas para a estrutura do ve culo sejam baixos CAP TULO 4 An lise de Mobilidade do Ve culo CadMot I 25 CAP TULO 4 AN LISE DE MOBILIDADE DO VE CULO CADMOT I 4 1 Introdu o Este cap tulo tem como objetivo fornecer uma vis o global sobre os diversos aspectos que est o relacionados ao projeto de um ve culo automotor O enfoque n o chega a detalhes que permitam realizar o dimensionamento dos diversos componentes mec nicos do ve culo por m fornecem os quesitos b sicos para o desenvolvimento de um ve culo com as caracter sticas do CadMot I O princ pio de funcionamento de todo ve culo automotor a transfer ncia de energia para o meio externo de forma que se tenha um movimento control vel Deste modo o ve culo deve ter uma fonte de energia mec nica e dispor de meios para realizar sua transfer ncia e controle De uma forma geral qualquer ve culo automotor constitu do pelos seguintes grupos e Grupo Motor fornece a energia para manter o ve culo em movimento e Grupo de Transmiss o transfere a energia do motor para o grupo propulsor e Grupo de Propuls o transfere a energia do
104. lemento BEAMS eeseeneonnnssssssssssseeeenenennnnnnssssssssssseseerreeeeees Constantes Reais do Elemento PIPETO assa Oi Constantes Reais do Elemento COMBIN eeee erre ereeeereaaaaaaaea Constantes Reais do Elemento MASS21 anssssessneesessssnssssssssssesssecccssreressssnsssssss Propriedades do A O cesta dobras ad Saad da AOS ns ea Valores das For as Prim ria e Secund ria ss quanasis GuniesigoadopepigUaigEGl Ganga sau ESas adaga Frequencias Naturais Caso seda rali a aa ts bad Prequencias Naturais Caso 2 amsininialiiisas asia iiig aids ARES nd and ara na AAA ba Tiposide Elementos UHZAdOS rsr E A Maternal UtHZIdO cae E EE E EE EEE EE N Frequ ncias Naturais do Silenciador com 3 tr s Expans es eenennnnenseeeeeeeneens XVIII 4 9 15 21 23 33 40 40 40 41 42 42 44 46 46 46 46 48 65 65 66 55 66 66 68 71 73 85 86 88 XIX 04 Pross es cm Pre PAP I Expans0es sinais n u DESIGNED 90 6 5 Frequ ncias Naturais do Silenciador com 1 uma Expans o iii 91 6 6 Compara o entre as Frequ ncias Naturais 3 e 1 Expans es 93 O Press es em Pc Ps PALESI henn a a Ta 94 6 8 Frequ ncias Naturais Calculadas Analiticamente cciciii ie 97 6 9 Compara o entre os Resultados Anal ticos e Num ricos cceesiiiiiiiieeeees 97 6 10 Erro Relativo entre as Frequ ncias Naturais Anal ticas e Num ricas
105. linhas como mostrado na Figura 5 10 Figura 5 10 Modelo Geom trico CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I 67 Constru da a geometria passa se para a fase de malhagem da estrutura Nesta fase necess rio definir para cada linha componente geom trico do modelo um elemento Tabela 5 1 e uma constante real Neste caso cabe ressaltar que o elemento COMBIN foi utilizado na uni o da estrutura do volante com a estrutura principal chassis para considerar o fato de que naquele ponto a uni o m vel pode rotacionar em torno do eixo que fixa os dois componentes e n o r gida Foi tamb m utilizado o elemento MASS21 com a fun o de reproduzir a influ ncia das massas do condutor do tanque e do motor na estrutura do ve culo Definidos os elementos e as constantes reais defini se o numero de elementos que se deseja utilizar em cada linha e executa se a malhagem Figura 5 11 podendo se ent o passar para a pr xima etapa Figura 5 11 Malha do Ve culo CadMot I A segunda etapa iniciada com a defini o das restri es que ser o adotadas no modelo Para o nosso caso foi adotado apenas a condi o de deslocamentos nulos na dire o 66 99 y para os pontos de apoio da estrutura que est o localizados no local de apoio dos eixos das rodas Figura 5 12 Figura 5 12 Restri es Utilizadas na An lise Num rica CAP TULO 5 An lise Est
106. lo A op o da utiliza o do Motor JD 37 deve se ao fato exclusivo do menor custo de aquisi o e de opera o autonomia de uso do mesmo quando comparado com outro tipo de acionador dispon vel no mercado Entretanto oportuno destacar que este custo v lido para os motores obtidos a partir de sucatas da WalkMachine No que se refere compara o entre os dois tipos de silenciadores uma e tr s c maras de expans o percebeu se que o silenciador com tr s c maras de expans o obteve resultados mais satisfat rios pois foi capaz de atenuar n veis maiores de ru dos que o silenciador com uma c mara de expans o em praticamente todas as frequ ncias analisadas CAP TULO 7 Conclus es e Recomenda es 108 Al m deste fato o silenciador modelado muito mais f cil de ser constru do do que o silenciador original vendido no Kit do Motor JD 37 No que diz respeito simula o do comportamento do ve culo em uma sala retangular a primeira etapa conduzida visou a valida o do modelo de elementos finitos da sala a partir da compara o entre a an lise modal num rica e te rica encontrada na refer ncia 7 Esta compara o permitiu a verifica o dos excelentes resultados do modelo num rico e sua utiliza o nas simula es subsequentes as quais objetivaram a verifica o dos campos de press o sonora dentro da sala tendo por base posicionamentos distintos do ve culo em seu Interior Por fim a dete
107. matriz de derivadas das fun es de forma D a matriz de elasticidade do elemento 5 3 2 1 An lise Modal A representa o de uma estrutura cont nua por elementos finitos leva a um sistema de n equa es diferenciais de segunda ordem que geralmente apresentam acoplamento din mico e est tico atrav s dos termos de massa e rigidez respectivamente cuja representa o dada pela Equa o 5 36 Na an lise modal tendo por base a determina o dos modos reais a matriz de amortecimento e o vetor de for as s o feitos nulos e a Equa o 5 36 passa a ser escrita como Mq Kg 0 5 39 onde as matrizes de massa e rigidez s o montadas tendo por base as matrizes dos elementos individuais CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I 62 Assumindo que a resposta de deslocamento harm nica q t qoe ent o o problema de autovalor estrutural pode ser escrito na forma Ko 4 M com j L n 5 40 onde j 07 o j simo autovalor e j o j simo autovetor que podem ser respectivamente interpretados como o quadrado da frequ ncia natural de vibra o e sua forma modal correspondente A an lise modal desenvolvida no ANSYS 6 0 tendo por base o algoritmo de extra o modal de Block Lanczos forneceu os valores de frequ ncia natural apresentados adiante 5 3 2 2 An lise For ada A an lise de vibra es for adas a ser aqui utilizada feita atrav s
108. mento conforme especificado na Figura 2 27 Figura 2 27 Posi o do furo que deve ser feita no tubo de 28 mm ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 132 Fazer dois furos de 6 mm e 10 mm na Barra Chata de Esp 4 mm Item 7 conforme Figura 2 28 Figura 2 28 Fazer dois furos na barra chata de 4 mm Tomar cuidado para que os furos fiquem posicionados de maneira correta Fazer um furo de 13 mm na Chapa Met lica superior Item5 e outro furo de 16 mm na Chapa Met lica inferior Item 5 conforme Figura 2 29 Figura 2 29 Posi o dos furos nas chapas met licas de 6 mm Fazer furos de 6 mm nas Barras Chata de Esp 5 mm Item 6 conforme Figura 2 30 fazer tamb m um desbaste para o encaixe durante a solda Figura 2 30 Posi o do furo e esquema de desbaste das barras chatas de 5 mm de espessura Dobrar dois Tubos de 28 mm com 453 5 mm de comprimento segundo os par metros r 85 mm e a 90 segundo descrito na Figura 2 31 Figura 2 31 Esquema de dobragem dos dois tubos de 454 m de comprimento ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 133 Dobrar a Barra Chata Figura 2 28 de Esp 4 mm Item 7 conforme especificado na Figura 2 32 Figura 2 32 Esquema de dobragem da barra chata de 4 mm de espessura da Figura 2 28 Dobrar a Barra Chata de Esp 5 mm Item 6 conforme Figura 2 33 Figura 2 33
109. mo CAP TULO 1 Introdu o 2 objetivo desenvolver um novo ve culo para ser utilizado pelos deficientes de acordo com as t cnicas de desenvolvimento de produtos e de elabora o de projetos O projeto tem tamb m como objetivo desenvolver e fabricar prot tipos destes ve culos nas depend ncias do Laborat rio de Engenharia Mec nica da UFPA utilizando principalmente pe as e componentes j existentes no mercado ou provenientes de sucata como forma de reduzir os custos de fabrica o e posteriormente repassar esta tecnologia para empresas do estado vinculando a obrigatoriedade de doa o de um certo n mero de ve culos para o atendimento de deficientes f sicos sem recursos para aquisi o do mesmo bom lembrar que um dos papeis da UFPA enquanto institui o de ensino de pesquisa e de extens o o de formar profissionais de alta qualidade para permitir o desenvolvimento regional e em consequ ncia a melhoria da qualidade de vida da popula o que de forma indireta custeia a forma o destes profissionais Assim o desenvolvimento e ou a sistematiza o do conhecimento objeto deste projeto de pesquisa al m de contribuir para a execu o desse papel ir facilitar a completa integra o dos deficientes f sicos vida social permitindo sua participa o nos estudos e no mercado de trabalho CAP TULO 1 Introdu o 3 1 2 Motiva o e Objetivos do Trabalho Este estudo tem como foco principal an
110. modelo global as for as nodais P P2 P3 P4 e Ps s o nulas A nica for a n o nula Ps cujo valor tomado como o da carga aplicada P Assim para o caso em que a barra discretizada usando se elementos iguais a equa o de elementos finitos Equa o 5 21 escrita como l1 1 0 OQ u 0 EAj 1 2 1 O0 jju JO EO 1 eim 6 O 0 l 1 u P 5 25 O sistema representado pela Equa o 5 25 ainda n o pode ser resolvido pois a matriz de rigidez global singular Esta caracter stica comum a todas as matrizes globais obtidas pelo processo de superposi o de matrizes de rigidez de elementos finitos CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I 58 Fisicamente a raz o para tal o fato de n o ter sido imposto ao modelo a sua vincula o ou seja como se a barra sob tra o estivesse livre no espa o Portanto necess rio impor condi es de contorno sobre o sistema representado pela Equa o 5 25 para possibilitar a solu o do mesmo A partir da equa o matricial Equa o 5 25 que a equa o de elementos finitos para a estrutura discretizada da Figura 5 4 usando se elementos de caracter sticas iguais e escrevendo cada equa o separadamente tem se u u 0 u 2u u 0 u 2u u 0 5 26 PL Uu tu Como a barra sob tra o est engastada no seu extremo esquerdo o deslocamento do n 1 deve ser zero ou seja uy O e o sistema
111. n lise Est tica e Modal do Ve culo CadMot I atrav s do software ANSYS e An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento do Ve culo em Recintos Fechados e Proposta melhorada do ve culo CadMot I fundamentada no projeto em quest o DESEJOS EXPL CITOS DOS PROMOTORES DO PROJETO e Ve culo Motorizado para o transporte de Deficientes F sicos e F cil Fabrica o tecnologia e materiais e Baixo Custo e Melhoria das Caracteristicas de Movimenta o e Funcionamento do Ve culo em rela o ao ve culo j existente ANEXO 1 Question rio 115 PERGUNTAS 1 Quanto opera o de sentar na cadeira quais as suas sugest es melhorias e ou defici ncias 2 Quanto opera o de deixar a cadeira quais as suas sugest es melhorias e ou defici ncias 3 Quanto ao apoio dos bra os quais as suas sugest es melhorias e ou defici ncias 4 Quanto ao apoio das m os para andar no volante quais as suas sugest es melhorias e ou defici ncias ANEXO 1 Question rio 116 5 Quanto mudan a de posi o movimenta o na cadeira quais as suas sugest es melhorias e ou defici ncias 6 Quanto ao espa o vazio que a cadeira ocupa quais as suas sugest es melhorias e ou defici ncias 7 Quanto leveza da cadeira quais as suas sugest es melhorias e ou defici ncias 8 Quanto mobilidade movimenta o da cadeira quais as suas sugest es melhorias e
112. na f Tanque de Combust vel Remove se a tubula o de distribui o de combust vel do tanque cuidado com vazamentos Limpa se o seu interior com gua corrente para retirar poss veis res duos e ou impurezas evitando problemas na mistura do combust vel Verificar mangueiras de combust vel Remonta se a tubula o no tanque ao final da limpeza antes da montagem deve ser observado se o tanque est seco g Carburador Folga se os parafusos do distribuidor Remove se o distribuidor para limpeza interna com gua corrente ou solventes at que esteja sem res duos s lidos no seu Interior Regular o carburador Limpar copo e tela do filtro combust vel Verificar o estado que se encontra o filtro de ar Adiciona se leo Remonta se o distribuidor da forma inversa da desmontagem h Filtro de Combustivel Desenrosca se a tampa do filtro do combust vel Remove se o filtro desgastado trocando ou n o por outro novo Limpa se a tampa e o filtro quando necess rio com gua corrente Remonta se j com o novo ou filtro de suc o limpo e seco enroscando a tampa do filtro 1 Puxador Desenrosca se os parafusos da capa Desmonta se a caixa de partida limpar e verificar cord o partida Desenrosca se o parafuso central do puxador Retira se o conjunto inteiro do puxador com cuidado para n o soltar a mola do lugar Limpa se o conjunto do puxador Lubrifica
113. na a proje o do C G no plano que cont m a base do ve culo a qual tomada como refer ncia para estabelecer a estabilidade do ve culo em rela o ao tombamento Ela pode ser determinada atrav s da Equa o 4 14 b D X sen y 4 14 onde y determinado atrav s da seguinte equa o DR arctg 4 15 y 25 4 15 CAP TULO 4 An lise de Mobilidade do Ve culo CadMot I 33 Tabela 4 1 Par metros Iniciais para o C lculo das Caracter sticas de Mobilidade DO Descri o S mbolo S mbolo Valor _ Coeficiente de Atrito de Rolamento Asfalto Rugoso f 00l Acelera o de Gravidade Togo SL ngulo de Aclive p Testes Graus Rendimento Mec nico fo Nm Acelera o do Ve culo p Testes m s _ A o Massa do Ve culo Kg M o m25 Raio Din mico da Roda m ond 092 Massa Espec fica do Ar Kgm q 12 01 rea Projetada da Sec o Transversal do Ve culo m A 05 Coeficiente de Resist ncia Aerodin mica Estimado Cx 02 Velocidade p Testes m s V 636 Pot ncia Efetiva do Motor W Pe 74569 In rcia de Rota o Equivalente nos Eixos da Transmiss o Kg m 5 Dist ncia do Centro de Gravidade a Origem m X 0457 Altura do Centro de Gravidade ao Solo m Y 053 Percentagem de Peso sobre o Eixo Traseiro RP 0551 Dist ncia entre Eixos m 109 pism meia emre Rodas tm DDS Se 065e103 Du o Coeficiente de Atrito
114. ntes No per odo de amaciamento do motor 30 primeiras horas use a propor o de 25 partes de gasolina e uma parte de leo dois tempos Nesse per odo trabalhe de prefer ncia em baixas rota es sem for ar o motor Depois disso poder ser usada a propor o de 30 1 ou seja 30 litros de gasolina para 1 litro de leo 2T Para misturar o combust vel e leo 2T coloque primeiramente a quantidade de leo 2T necess ria em seguida encha o recipiente at a metade com gasolina agite bem complete com gasolina e torne a agitar Lembre se que um combust vel bem misturado faz com que o motor funcione melhor Mantenha o recipiente sempre em lugar fresco e nunca exposto ao sol pois isso poder acarretar perda na qualidade do combust vel Prepare sempre quantidades de combust vel necess rias apenas para um dia de servi o agitando o recipiente sempre que for reabastecer a m quina A gasolina misturada com leo 2T armazenado muito tempo entra em oxida o e perde octanagem causando dificuldade na partida e perda de pot ncia de seu motor A mistura deve ser feita a cada abastecimento ou no m ximo para 1 dia de servi o Funcionamento dos motores Quando o motor estiver frio acione o afogador gire o acelerador na posi o de partida puxe o cord o de partida levemente at encontrar resist ncia e em seguida puxe firme nunca se esque a que a roda dianteira n o pode estar encostada no ch o O cord o nunca deve ser puxado a
115. nto M dio de Frenagem Comprimento da Pista de Prova Comprimento da Rampa Dimens o em x da Sala Dimens o em y da Sala Dimens o em z da Sala Massa do Ve culo Massa Alternativa Massa da Biela Massa Alternativa da Biela Massa do Motor Massa da Manivela Massa do Conjunto Pist o Massa Rotativa Rendimento Mec nico Rota o do Motor p Testes Peso Total da Cadeira Pot ncia M xima no Cubo Pot ncia Consumida pelo Movimento Pot ncia Efetiva do Motor Perimetro da Curva Pot ncia Liquida Pot ncia Consumida na Transmiss o Perdas de Pot ncia entre Pneu Pista rc fe Ra rd Ri tam tCm1 tom tOm2 tSm tVm Vese Vm Vmc Vmcz2 Vi Vi V tomb xili Press o no Pist o Resist ncia AeroDin mica Resist ncia Acelera o Resist ncia Mec nica For a M xima Dispon vel Resist ncia ao Rolamento Resist ncia ao Aclive Raio da Manivela Raio da Curva p Testes Raio da Curva Rea o no Eixo Dianteira Raio Din mico da Roda Percentagem de Peso sobre o Eixo Traseiro Percentagem de Peso sobre o Eixo Traseiro Plano Inclinado Rea o no Eixo traseiro Tempo M dio de Acelera o Tempo M dio de Passagem em Curva para DR 0 65 Tempo M dio de Passagem em Curva para DR 1 03 Tempo de Realiza o das Provas Tempo M dio de Passagem entre Obst culos DR 0 65 Tempo M dio de Passagem entre Obst culos para DR 1 03 Tempo M dio de Subida Tempo M dio para
116. nto consiste em definir as caracter sticas f sicas e geom tricas do objeto em quest o no caso o silenciador Primeiramente s o definidos os tipos de elementos que ser o utilizados nas an lises e o modelo geom trico que representar o silenciador Neste caso foram utilizados os seguintes elementos como apresentado na Tabela 6 1 importante ressaltar que para esses dois tipos de elementos as constantes reais n o precisam ser declaradas Tabela 6 1 Tipos de Elementos Utilizados Elemento Ac stico Elemento Elemento Elemento Acustico utilizado para utilizado para modelagem de Pmr modelagem de fluidos com ou fluidos com ou sem a presen a sem a presen a FLUIS cds Dos de estrutura em e de estrutura em DOF Ux UY PRES 2D Baos ID spa 3D DO F UX UY UZ PRES Para os dois tipos de elementos acima Tabela 6 1 foi definido o par metro K 2 l caracterizando um elemento fluido sem presen a de estrutura Esta considera o se deve ao fato de que neste caso analisado n o foi modelada a parte s lida do silenciador chapa met lica por se estar negligenciando os efeitos do fluido sobre a chapa Esta considera o indica que as partes do elemento fluido que estariam em contato com a parte estrutural do silenciador apresentam deslocamento igual a zero n o deforma o da carca a do silenciador CAP TULO 6 An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento 86 do Ve culo em Recintos Fechados
117. nto no que diz respeito utiliza o quanto s caracter sticas t cnicas A segunda etapa tem como objetivo desenvolver um novo ve culo para ser utilizado pelos deficientes de acordo com as t cnicas de desenvolvimento de produtos e de elabora o de projetos Este manual tem como objetivo descrever todo o processo de constru o caracter sticas t cnicas e formas de utiliza o do ve culo motorizado CadMot I Figura 1 1 1 2 e 1 3 utilizado para a locomo o de deficientes f sicos ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 124 Figura 1 3 Dimens es principais do CadMot I mm Na tabela abaixo s o apresentadas as principais caracter sticas do ve culo CadMotl Tabela 1 1 Caracter sticas T cnicas do CadMot I 0 818 m 0 98 m Peso S Condutor 42 5 Kg Motor Cilindrada 2 tempos 37 cc Velocidade Normal 20 Km h 12 5 Kg Velocidade M xima 30 Km h ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 125 2 CONSTRU O DOS DIFERENTES SISTEMAS DO VE CULO 2 1 CHASSIS a Material Utilizado Quantidade 50 x 30 x Esp 1 2 mm 1300 mm 4 mm x Esp 2 mm 3 43 mm x Esp 2 mm 4 Rolamento 62027 Parafuso Sextavado c Porca D 12 7 mm x Comp 33 3 mm b Procedimento Construtivo Cortar o Metalon Item 1 segundo descrito na Figura 2 1 Figura 2 1 Corte do metalon Cortar o Tubo 34 mm Item 2 conforme descrito na Figura
118. o e uma f cil manuten o devido grande quantidade de Patinetes existentes na cidade Contudo nos dias atuais este motor n o mais vendido diretamente na Concession ria representante da marca s por encomenda sendo que devido baixa procura suas pe as de reposi o tiveram os pre os aumentados Figura 3 1 Motor JD 37 3 2 O Motor 3 2 1 Descri o O Motor JD 37 tem dimens es em torno de 20 x 20 x 25 cm sendo portanto considerado um motor pequeno Ele foi desenvolvido para ser utilizado como um motor de lazer o que explica o seu alto custo de aquisi o e manuten o e por isso n o apresenta uma pot ncia elevada Abaixo na Figura 3 2 temos o Kit que vendido pela f brica da MicroMachine que cont m o motor o sistema de transmiss o o sistema de escapamento o sistema de alimenta o carburador mangueiras e tanque e algumas prote es para evitar acidentes devido ao contato com as partes m veis CAP TULO 3 An lise da Fonte de Ru do e Vibra es Motor 15 Figura 3 2 Kit Motor a Gasolina 37cc Na Tabela 3 1 temos em resumo diversas caracter sticas t cnicas do motor Tabela 3 1 Caracter sticas T cnicas do Motor JD 37 Motor Cilindradas 2 tempos 37cc Combust vel Gasolina leo 2T 30 1 Pot ncia 1 HP a 7500 RPM Transmiss o Polias e Correias 1 Velocidade eres Carga M xima Analisando as caracter sticas contidas na Tabela 3 1 podemos perceb
119. o n 14 Bel m PA 1997 21 TIMONSHENKO S P Mec nica dos S lidos Rio de Janeiro LTC Livros T cnicos e Cient ficos 1984 22 VIEIRA J B A Estudo de Acesso e Locomo o de Deficientes F sicos no Pr dio da Assembl ia Legislativa Bel m PA 1997 23 WHEELCHAIRS FREEDOM on line Dispon vel na Internet via http www freedom ind br 15 de abril 2002 ANEXO 1 Question rio ANEXO 1 QUESTION RIO 112 ANEXO 1 Question rio 113 QUESTION RIO DO CLIENTE USU RIO DIRETO NOME DO PROJETO DESENVOLVIMENTO DE UM VE CULO MOTORIZADO PARA O USO DE DEFICI NTES F SICOS USU RIO DIRETO END RG TEL IDADE DATA Um dos principais objetivos desse projeto apresentar para os deficientes um manual cartilha de projeto do ve culo motorizado desenvolvido na Universidade Federal do Par batizado com o nome de CadMot I Em modo geral podemos dizer que o CadMot I tem como finalidade principal transportar deficientes f sicos em vias e locais abertos pois est equipado com um motor de combust o interna de 2T com 1 hp de pot ncia e que por isso emite uma quantidade de gases t xicos que o impossibilita de trafegar em ambientes fechados Foto do Ve culo CadMot I OBJETIVOS O projeto tem como foco principal analisar um ve culo motorizado para o transporte de deficientes f sicos com o intuito de resolver um direito constitucional de todo o cidad o de ir e v
120. o tubo de 43 mm Item 3 deixando o lado blindado virado para fora do tubo 2 2 VOLANTE a Material Utilizado Item Quantidade 30 x 20 x Esp 1 0 mm Tubo DP 22mmxEsp2mm 400mm Tubo D28 mmxEsp 2mm 1430mm 6 Barra Chata Esp iSmm 560 mmx 25 4 mm Parafuso Cabe a Chata fenda e D 6 mm x Comp 54 mm unid c Porca 9 Coxim Duplo o Jumido b Procedimento Construtivo Cortar o Tubo 28 mm Item 3 conforme descrito na Figura 2 23 a e o tubo de 43 mm Item 4 conforme a Figura 2 23 b Figura 23 b Cortar um tubo de 70 mm de comprimento e 43 mm de espessura ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 131 Cortar a Chapa Met lica de Esp 6 mm Item 5 conforme especificado na Figura 2 24 Figura 2 24 Esquema de corte das chapas met licas Dica cortar as chapas no tamanho aproximado ao de cima e depois usar o esmeril para acertar no tamanho correto e dar um acabamento final a pe a Cortar a Barra Chata de Esp 5 mm Item6 segundo descrito na Figura 2 25 Figura 2 25 Esquema de corte da barra chata de 6 mm Fazer dois furos de 20 mm e um de 10 mm no Metalon Item 1 conforme Figura 2 26 Figura 2 26 Esquema de cortes e furos que devem ser feito no metalon Fazer um desbaste na ponta do metalon de forma a tornar o seu encaixe aproximadamente na espessura de 28 mm Fazer um furo de 6 mm no Tubo de 28 mm com 520 mm de compri
121. or a analisada em fun o do tempo Deve se observar que na Figura 3 11 a apresenta se a for a total devido ao CAP TULO 3 An lise da Fonte de Ru do e Vibra es Motor 22 desbalanceamento para o menor e para o maior valor de W analisado enquanto que na Figura 3 11 b apresenta se a varia o temporal da for a total como fun o dos v rios valores de W Odo DO URI 0 00s 0 0 0 012 0 014 DO LG t tis Figura 3 11 a Curva da For a Total 2D em Fun o do Tempo s 1000 For a ND Figura 3 11 b Curva da For a Total 3D em Fun o do Tempo s Devido detec o de diversos problemas na utiliza o do Motor JD 37 foi adquirido pela equipe de projeto um segundo motor com outras caracter sticas como resfriamento for ado por ventoinha pot ncia de 3 hp e 50 cc Por m a equipe ainda n o teve tempo para levantar todas as informa es caracter sticas t cnicas e t o pouco para executar as CAP TULO 3 An lise da Fonte de Ru do e Vibra es Motor 23 adapta es necess rias para utilizar este motor no ve culo Mesmo assim o motor se mostrou muito mais compat vel e eficiente para ser utilizado na cadeira pois al m das vantagens citadas vale ressaltar que ele um motor utilizado em pulverizadores portanto por n o ser um motor de lazer apresenta maior facilidade de manuten o aquisi o de pe as al m de menores pre os de seus componentes Por esse motivo foi re
122. or os tr s elementos usados na discretiza o considerar os tr s elementos em conjunto O processo de superposi o de elementos finitos direto e o meio de visualiz lo considerar os tr s elementos de barra separadamente e ent o uni los Figura 5 8 Os Tr s Elementos de Barra Usados na Discretiza o da Barra sob Tra o As equa es equivalentes Equa o 5 10 para cada um dos elementos de barra 5 14 elo e ss E du F a riette p Ly AL dlpu as Para superpor estas equa es cria se uma matriz grande o suficiente para que cada elemento possa ser inserido nela Como ap s a superposi o u3 uz u4 us existir o apenas quatro deslocamentos nodais independentes Ent o escreve se fred N 5 17 SN E EAN 4x1 4x4 16 451 que a forma l gica para a matriz que representa o sistema superposto Usando esta forma tem se para o primeiro elemento CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I 56 P 1 1 0 0 U F EFAIL d O0 u 5 18 0 L 0 0 0 u O Jaa O 0 0 Ou para o segundo elemento 0 O 0 0 0 U g E A4 O 1 1 0 u P L 0 1 1 O lu O O Jaa O O O Oj Ws 44 e para o terceiro elemento 0 O 0 0 0 u 0 EAI IO 0 0O O u P CEO 1 al mu e ps 0 0 1 1 jpaUWs 4a Adicionando as equa es 5 18 5 19 e 5 20 obt m se a equa o representando os tr s elementos superpostos ou seja a equa o de elementos finitos para a
123. ordenada em z do centro de gravidade da figura composta igual a zero Assim este m todo desenvolvido em duas etapas sendo que a primeira etapa determina a coordenada em rela o ao eixo x horizontal enquanto a segunda etapa determina a coordenada em rela o ao eixo y vertical A determina o da posi o horizontal ou seja a posi o longitudinal do C G Centro de Gravidade pode ser feita simplesmente pesando os eixos do ve culo Figura 4 2 Supondo que sejam Rg e R as rea es sobre o eixo dianteiro e o eixo traseiro respectivamente o peso total do ve culo ser P R R 4 4 R R R 4 5 Ra Rp 4 6 onde Ru e Rg s o as rea es nas rodas traseiras direita e esquerda do ve culo que no caso um tric culo Definindo se a percentagem de peso sobre o eixo traseiro como sendo RP gt 4 7 as rea es normais dos pneus no solo podem ser expressas como CAP TULO 4 An lise de Mobilidade do Ve culo CadMot I 28 R RP P 4 8 R 1 RP P 4 9 Figura 4 3 Dist ncias em Rela o ao Centro de Gravidade Para a obten o da posi o do C G toma se o equilibrio de momentos em rela o ao eixo dianteiro do ve culo D D D x D P D R D 4 10 R Ds P t CAP TULO 4 An lise de Mobilidade do Ve culo CadMot I 29 onde x D I RP D 4 11 A obten o da altura do centro de gravidade em rela o ao solo ou seja a sua posi
124. ormada Modo 6 Caso 2 aesssssssssssesssesssssssrsrrerssssssssrerersssssssseerees Forma Deformada Modo 16 Caso 2 c ii ieeeeeeeererrrererenanneo Forma Deformada Modo 22 Caso 2 is ireeeeeeeeeerrrreeeeaaananoo Forma Deformada For a Prim ria Ponto 1 erre Forma Deformada For a Secund ria Ponto 1 Distribui o de Tens es For a Prim ria Ponto 1 sssseeiiiiiii Distribui o de Tens es For a Secund ria Ponto 1 XV 42 42 43 44 44 45 4 19 50 50 52 52 52 53 54 55 60 66 67 67 69 69 70 70 71 72 72 73 74 74 75 75 76 76 2T 5 28 5 29 5 30 5 31 5 32 5 33 5 34 6 1 6 2 6 3 6 4 6 5 6 6 6 7 6 8 6 9 6 10 6 11 6 12 6 13 6 14 6 15 6 16 6 17 6 18 6 19 6 20 6 21 6 22 6 23 6 24 6 25 Forma Deformada For a Prim ria Ponto 2 irreais Forma Deformada For a Secund ria Ponto 2 Distribui o de Tens es For a Prim ria Ponto 2 i Distribui o de Tens es For a Secund ria Ponto 2 ccssesnn Forma Deformada For a Prim ria Ponto 3 e erre Forma Deformada For a Secund ria Ponto 3 cciieririrees Distribui o de Tens es For a Prim ria Ponto 3 sssssssssenssssssssssseeersssssss Distribui o de Tens es For a Secund ria Ponto 3 seeessestte Sistema de Escapamento
125. os Par metros de Mobilidade 160 Ee nf D dam Da DR Xi SIMBOLOGIA N vel de Press o Sonora Global da Calota N vel de Pot ncia Sonora Global do Ve culo ngulo de Aclive p Testes Coeficiente de Atrito Pneu Pista ngulo de Inclina o da Pista em Curva Massa Espec fica do Ar Tens o Equivalente Inclina o M xima Possibilidade de Vencer Aclive Tens o de Deforma o Deforma o Axial Acelera o do Ve culo p Testes rea Projetada da Sec o Transversal do ve culo Acelera o M dia Acelera o M xima Possibilidade de Acelera o Altura da Rampa Fator de Corre o temperatura e press o Coeficiente de Resist ncia Aerodin mica Dist ncia entre Eixos Desacelera o M dia Dist ncia entre o Centro de Gravidade e o Eixo Traseiro Dist ncia entre Rodas Dist ncia entre o Centro de Gravidade e o Eixo Dianteiro Coeficiente de Escorregamento p Solo R gido For a Total na Dire o Vertical Desb Reciprocrativo Coeficiente de Atrito de Rolamento Asfalto Rugoso Frequ ncia Natural de Salas Retangulares Te rica For a de Frenagem M xima For a Prim ria Mrot Nm nm Poons Pe Per Ppp xil For a Secund ria For a Motriz For a Motriz M xima Acelera o de Gravidade Rela o de Transmiss o In rcia de Rota o Equivalente nos Eixos da Transmiss o Rigidez Comprimento da Biela Dist ncia entre Cones Comprime
126. ostrado na Figura 6 1 e nas Figuras 6 2 6 3 e 6 4 s o mostrados o abafador a conex o de borracha e o silenciador respectivamente em destaque Figura 6 1 Sistema de Escapamento Figura 6 2 Abafador Sistema de Escapamento CAP TULO 6 An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento 83 do Ve culo em Recintos Fechados Figura 6 3 Conex o Sistema de Escapamento Figura 6 4 Silenciador Sistema de Escapamento Observando os ve culos j existentes utilizados para o transporte de deficientes e conversando com alguns deficientes condutores de tais ve culos notou se que a maioria desses condutores utiliza apenas o abafador do sistema de escapamento pelo fato de que quando o silenciador colocado devido perda de carga provocada pelo mesmo o ve culo perde uma parcela de pot ncia Por m durante os teste de funcionamento e mobilidade realizados no Capitulo 4 foi utilizado o sistema de escapamento completo abafador e silenciador e n o foi detectado grandes problemas de perda de pot ncia por m detectou se que quando a cadeira funcionava sem o silenciador o n vel de ru do aumentava consideravelmente Este problema muito mais grave e muito mais dificil de ser resolvido visto que o motor pode ser facilmente trocado por um mais potente mas os danos causados ao ser humano s o irrevers veis 6 3 An lise Num rica do Silenciador O silenciador original formado por tubos de a o conc
127. parapl gicos cegos etc De acordo com uma estimativa da APPD Associa o Paraense dos Portadores de Defici ncia no estado do Par existem hoje aproximadamente 700 mil deficientes f sicos muitos dos quais necessitam utilizar cadeira de rodas Como forma de possibilitar maior autonomia e independ ncia a essas pessoas o Grupo de Vibra es e Ac stica do Departamento de Engenharia Mec nica da Universidade Federal do Par prop e se a desenvolver um ve culo motorizado para o uso de deficientes f sicos que permita adapta o de acess rios opcionais de acordo com as limita es de seu usu rio que possa ser utilizado como meio de transporte seguro e confort vel em diversas condi es de terreno e que seja equipado com assento articulado permitindo que o usu rio se coloque em postura ortost tica em p e seja capaz de alcan ar objetos em alturas elevadas al m de evitar diversos problemas de sa de Isso faz parte de um projeto desenvolvido no Departamento de Engenharia Mec nica intitulado Desenvolvimento de um Ve culo Motorizado para o Uso de Deficientes F sicos que est dividido em 2 duas etapas A primeira etapa preocupa se em estudar um ve culo motorizado j utilizado por alguns deficientes f sicos Figura 1 1 e que apresenta in meros problemas tanto no que diz respeito utiliza o quanto caracter stica t cnicas sendo este Trabalho de Conclus o de Curso parte dessa etapa A segunda etapa tem co
128. r diversos problemas existentes em um ve culo produzido anteriormente Assim foi desenvolvido um prot tipo de ve culo mais leve de f cil fabrica o de modo a se obter um menor custo de manuten o e um menor n vel de emiss o de ru do principalmente devido implanta o de um sistema de escapamento mais eficiente al m de se ter uma maior estabilidade durante o movimento bem como um melhor acesso poltrona do condutor e mais espa o para apoiar os p s A s ntese de todas as etapas de constru o do prot tipo apresentada no Anexo 2 como um Manual de Constru o do Ve culo CadMot I de modo que os requisitos acima referidos possam ser atendidos al m de outros que constam das exig ncias do c digo de transito em vigor Quanto ao Motor JD 37 cabe ressaltar os seus maiores problemas que s o emiss o de ru dos aquecimento excessivo e vibra es Como citado o motor respons vel por todas as vibra es da estrutura merecendo um estudo espec fico para dimensionamento de seus isoladores de modo a se viabilizar uma diminui o da transmissibilidade das for as induzidas devido ao desbalanceamento reciprocrativo Por outro lado o problema do aquecimento pode ser minimizado com a utiliza o de uma carenagem na frente do ve culo que direcione o fluxo de ar e melhore sua refrigera o o que possibilitar um maior conforto ao condutor O ve culo apresentou um bom comportamento durante sua movimenta o sendo cons
129. r global de deslocamentos nodais fu o resultado prim rio obtido pelo M todo de Elementos Finitos A partir deste vetor podem ser calculados no entanto v rios outros resultados No caso da an lise estrutural um resultado bastante significativo a distribui o de tens es ao longo da estrutura analisada Em s ntese o c lculo das tens es em um n da malha de elementos finitos considerada pode ser feito por meio da equa o toj Dlej 5 32 onde D a matriz de elasticidade obtida a partir das propriedades geom tricas do tipo de elemento utilizado e das propriedades mec nicas do material considerado e o vetor de deforma es que obtido a partir do vetor de deslocamento nodal u pela rela o tej Bu 5 33 onde B a matriz deforma o deslocamento obtida a partir das fun es de forma do elemento utilizado Assim o vetor o encontrado permite definir o estado c bico de tens es em cada n que representado na Figura 5 9 CAP TULO 5 An lise Est tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I 60 Figura 5 9 Estado C bico de Tens es Este estado c bico de tens es pode ser representado atrav s de tr s tens es chamadas tens es principais que s o as raizes da equa o c bica na vari vel Gy dg uy Cuz 5 34 As tr s tens es principais s o escritas como 01 o 03 de modo que o a tens o positiva de maior m dulo e o a tens o negativa de maior m
130. rmina o experimental do n vel de pot ncia sonora do ve culo mostrou que o mesmo necessita de um trabalho de controle de ru do uma vez que este n vel pode ser considerado alto e levar a uma exposi o inadequada por parte do condutor e das pessoas que estiverem pr ximas ao ve culo importante destacar que a cadeira deve ser vista como uma fonte de ru do multidirecional com dire es de propaga o sonora predominantes conforme se pode perceber nos resultados experimentais apresentados no corpo deste trabalho Finalmente pode se concluir que os objetivos deste trabalho foram alcan ados muito embora os seus resultados apontem para a necessidade da continuidade das a es que visem a melhoria do ve culo desenvolvido 7 2 Recomenda es para Trabalhos Futuros O esfor o de pesquisa desenvolvido permitiu o desenvolvimento de um ve culo motorizado para o transporte de deficientes f sicos Durante o desenvolvimento deste ve culo foram detectados diversos problemas relacionados com seu uso e sua funcionalidade que necessitam de um estudo particular e aprofundado Baseado nesta premissa sugerem se as seguintes recomenda es que visam ampliar e ou melhorar o CadMot I como comentado a seguir e Implementa o de equipamentos de seguran a e Desenvolvimento de um sistema el trico adequado e Dimensionamento de isoladores coxins para reduzir as de vibra es provenientes do motor e Dimensionamento e melhoramento do
131. ru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 153 7 PRECAU ES DE USO 7 1 DIRIGIBILIDADE A cadeira de rodas foi projetada para maior conforto poss vel e poder de locomo o das pessoas impossibilitadas de se deslocarem Esta cadeira ainda possui alguns inconvenientes que deve ser melhorado sendo um deles o excesso de ru do provocado pelo motor entre outros ainda em estudo que s o citados abaixo Vibra es Comportamento em Curvas Baixa Acelera o Baixa Pot ncia Dificuldade de Frenagem Proximidade ao Solo Pouco vis vel pelos outros ve culos Aus ncia de Suspens o Transito Noturno ilumina o Sistema El trico Sistema de Partida 7 2 TR NSITO No dia 23 de janeiro de 1998 o Brasil ganhou o C digo de Tr nsito Brasileiro que veio substituir o velho C digo Nacional de Tr nsito Mais do que punir ou fixar multas o CTB veio principalmente para educar o cidad o brasileiro sobre o seu papel no tr nsito O que se pretende com ele fazer com que todos motoristas ciclistas pedestres e motociclistas tenham consci ncia que a participa o de cada um pode mudar a triste realidade que as estat sticas do tr nsito brasileiro revelam No total o C digo Brasileiro de Tr nsito tem 20 cap tulos 341 artigos e 119 resolu es Foi elaborado pelos representantes do Poder P blico e da Sociedade Civil Organizada Contou com a aprova o do Congresso Nacional Nem todas as resol
132. se Cal ados Ortop dicos Cadeira de Rodas S o Paulo Organiza o Andrei Editora 1980 9 HALLIDAY D Fisica 1 Rio de Janeiro LTC Livros T cnicos e Cient ficos 1996 10 HARTOG J P D Vibra es nos Sistemas Mec nicos S o Paulo Edigard Bl cher Ed da Universidade de S o Paulo 1972 11 ISO 3745 1977 Determination of Sound Power of Noise Sources Precision Method 12 LEIN 9 503 DE 23 DE SETEMBRO DE 1997 C digo de Tr nsito Brasileiro 13 MACHADO I G Soldagem e t cnicas conexas processos Porto alegre editado pelo autor 1996 14 MICROMACHINE on line Dispon vel na Internet via http www micromachine com br 15 de Abril 2002 15 MONTEIRO I Normas de Adapta o de Pr dios P blicos aos Portadores de Defici ncia Bel m PA 1997 16 MOTOR GATO on line Dispon vel na Internet via http www motorgato cjb net 15 de abril 2002 Refer ncias Bibliogr ficas 111 17 NICOLAZZI L C Uma Introdu o a Teoria de Ve culos Florian polis SC Universidade Federal de Santa Catarina Departamento de Engenharia Mec nica CTC 1992 18 PROVENZA F Projetista de M quinas 5 Ed S o Paulo Pro Tec 1976 19 SOEIRO N S Uma Metodologia de Modelagem Vibro Ac stica de Caixa de Engrenagem de Uso Veicular Florian polis SC 2000 20 SOUZA M R organizada por Defici ncia e Cidadania Colet nea de Leis S rie Normas para gest o na Educa
133. se o setor interno do puxador Remonta se o conjunto puxador capa de forma inversa a desmontagem j Eixo entre Polias da Transmiss o Limpa se com solvente o eixo para retirada de res duos s lidos Lubrifica se com leo graxa diretamente no eixo do motor k Filtro de ar Antes de se retirar o de filtro de ar deve se Fechar a v lvula do afogador e em seguida desmontar o filtro de ar Retirando o o filtro de ar abre se o mesmo em duas metades ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 150 Lava se com gasolina limpa com aux lio de pincel macio Monta se de forma inversa a desmontagem 1 Aletas do Cilindro manuten o deve ser feita por um mec nico especializado Deve se tirar toda a sujeira que porventura se tenha acumulado entre as aletas do cilindro com material apropriado 6 2 TROCA DE PNEUS a Pneus Traseiros Folga se os parafusos para ser poss vel a retirada do semi eixo traseiro Remove se as travas dos rolamentos com o alicate de bico Item 1 Sendo poss vel a retirada do pneu Leva se ao borracheiro para o concerto do pneu troca se pessoalmente Observando se a dist ncia entre pneus b Pneus Dianteiros Folga se os parafusos para ser poss vel a retirada do eixo dianteiro Retira se a correia da polia roda Remove se as travas dos rolamentos com o alicate de bico Item 1 Leva se ao borracheiro para o concerto do pne
134. ser explicados a partir da constata o de que nos dois casos as vibra es induzidas pelo motor t m como frequ ncias caracter sticas valores pr ximos aos das frequ ncias naturais do modelo estrutural analisado o que resulta em grandes deforma es Entretanto cabe ressaltar que durante a an lise num rica n o foi considerado o amortecimento estrutural que como sabemos seria respons vel pela redu o dessas deforma es e em consequ ncia das tens es que atuam sobre o modelo de elementos finitos Por outro lado o carregamento foi aplicado como se a transmissibilidade fosse igual a 100 o que n o verdadeiro uma vez que o motor est preso estrutura atrav s de coxins o que minimiza a transmiss o dos esfor os provenientes do motor Finalmente oportuno destacar que este valor de tens o t o elevado ocorreu em apenas um ponto devido escolha do elemento finito usado na modelagem uma vez que ele trata a jun o como um ponto quando na realidade uma modelagem por elementos s lidos seria mais recomendada Quanto a analise modal ficou evidente a influ ncia das massas dos componentes nas frequ ncias naturais do ve culo visto que quando essas massas foram adicionadas ao modelo de elementos finitos as frequ ncias naturais do ve culo diminu ram consideravelmente principalmente devido massa adicionada condutor motor e acess rios ser maior que a soma de todas as demais massas que comp em o chassis do ve cu
135. siderando que toda a pot ncia l quida seja utilizada para acelerar a massa do ve culo pode se calcular a acelera o m xima apos ES ET 4 39 e For a M xima Dispon vel em N a for a m xima dispon vel para o ve culo vencer uma resist ncia gen rica PI Qmax 4 40 4 4 Testes de Mobilidade e Funcionamento Com o objetivo de determinar experimentalmente alguns par metros de mobilidade e melhor entender o comportamento do CadMot I em determinadas situa es de movimento foram realizados alguns testes na Universidade Federal do Par Para o caso em quest o foi adotada a seguinte nomenclatura mostrada na Tabela 4 2 4 4 1 Teste de Velocidade em Curva O teste foi executado como mostrado na Figura 4 11 onde foram variados os raios da curva e a dist ncia entre rodas do ve culo e os resultados est o mostrados nas Tabelas 4 3 e 4 4 CAP TULO 4 An lise de Mobilidade do Ve culo CadMot I 40 Tabela 4 2 Nomenclatura Utilizada nos Testes Descri o S mbolo Descri o S mbolo i T sdi locidad t Raio da Curva empo m dio para veloc dade Vm constante re Tempo de realiza o das provas Tempo m dio de acelera o E 2 Tempo m dio de passagem em ai una DRED Comprimento m dio de Frenagem Tempo m dio de passagem em A curva para DR 1 03 PANE Per metro da Curva Acelera o M dia Velocidade M dia em curva para n DR 0 65 Vmc Desacelera o M
136. smos logo em seguida Adicionando leo graxa nos rolamentos Verificar o estado da fric o roda livre Montam se os componentes seguindo se os passos inversos ao da desmontagem c Rolamentos do Eixo do Volante Desenrosca se os dois parafusos do eixo Retira se o eixo do Desloca se o rolamento para fora do cubo Limpa se as impurezas com solventes Adiciona se o leo graxa nos rolamentos Remonta se o conjunto eixo rolamento no cubo Procedendo da forma inversa da desmontagem d Rolamentos das Polias Remove se as polias com a chave de fenda Retira se os anel el stico com a Chave de Bico Retira se o eixo do cubo Desloca se o rolamento para fora do cubo Limpando se com solvente Adiciona se o leo graxa nos rolamentos Remonta se o conjunto eixo rolamento Procedendo da forma inversa da desmontagem Colocando se as correias nas posi es iniciais e Vela Com o Item 5 retira se a vela Limpa se com ferramenta apropriada lixa fina e calibra se os eletrodos Regula se a dist ncia 0 6 mm dos eletrodos segundo a especifica o t cnica do fabricante da vela Obs A vela deva sempre estar seca Na limpeza deve se remover o carv o acumulado na c mara da vela Com a chave de vela Item 5 instala se a vela no cabe ote ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 149 Verificar conex o de cabos e fio terra da bobi
137. soes a sueste mant renie Taagada Ds NESSA gas Mod SAS C Expans o JE ss seisosiasa ss iisa EEEE NEE Modo 9 SiC 1 Expans o assa sspus denis es aasa fans anda ada Modo 10 Sil C 1 Expans o sas ssrersiecniasasossisisteenaisio caseira contatadas ssaseda as XVI Fi 77 78 78 79 79 80 80 82 82 83 83 84 84 84 85 86 87 87 88 88 89 89 89 89 89 89 90 90 91 92 92 92 6 26 6 27 6 28 6 29 6 30 6 31 6 32 6 33 6 34 6 35 6 36 6 37 6 38 6 39 6 40 6 41 6 42 6 43 6 44 6 45 6 46 6 47 6 48 6 49 6 50 6 51 6 52 6 53 6 54 6 55 6 56 6 57 M do P Sk COLENSO h aaa ai aaa aaa Modo LT SH OCI TExpans Io pesse a a a T TEN S Modo 20511 CHI EXPINS IO harei E dao Fred de 500 93 Hz T BXpans o eureri e i reg de 6000 HZ 1 Expans o uni n eE N EET Frege 8750 Hz Expans o saioa N EE Fredede S000 HZ L Expans o sussa dass asi alas Redu o de Ru do P 1 Expans o essseeeeensssssseeceeceresssssseercresssssseereressssss Modelo Geom trico de Sala Retangular sem Fonte Semi Esf rica Modelo Geom trico de Sala Retangular com Fonte Extensa Semi Esf rica Distribui o de Press o Anal tica 45 3 HZ erre Distribui o de Press o pelo ANSYS 6 0 45 3 HZ Distribui o de Press o Anal tica 62 1 HZ erre Distribui o de Press o pelo ANSYS 6 0 62 1 HZ Excita o de 90
138. stas an lises atrav s do m todo de elementos finitos foram utilizadas rotinas num ricas contidas na plataforma ANSYS 6 0 CAP TULO 1 Introdu o 6 No Cap tulo 6 os principais objetivos s o a an lise num rica do silenciador determina o da redu o de ru do e an lise da influ ncia no comportamento ac stico de recintos fechados devido ao funcionamento do ve culo em seu interior Em seguida realizado um ensaio para determina o da pot ncia sonora do ve culo CadMot I atrav s da metodologia retirada de 11 As conclus es e sugest es para continua o deste primeiro trabalho de pesquisa deste projeto no que diz respeito ao desenvolvimento de um novo ve culo para transporte de deficientes s o apresentadas no Cap tulo 7 Finalmente no item de refer ncias bibliogr ficas s o listadas as obras consultadas que deram sustenta o ao desenvolvimento deste trabalho CAP TULO 2 O Ve culo Aspectos T cnicos e Legais 7 CAP TULO 2 O VE CULO ASPECTOS T CNICOS E LEGAIS 2 1 Introdu o Neste cap tulo se tem como objetivo mostrar as caracter sticas gerais do ve culo motorizado para deficientes e apresentar as etapas do processo de produ o do mesmo A constru o deste ve culo modelo foi em grande parte baseada no ve culo j existente o qual alguns deficientes possuem Este ve culo comercializado antigamente era constru do pela f brica da MicroMachine e era composto de um chassis
139. t o fim pois ir for ar os componentes do sistema de partida h uma marca no cord o pintada em vermelho que nunca deve ser ultrapassada Repita a opera o diversas vezes Quando o motor come a a querer funcionar desafogue o e d novamente a partida Quando o motor estiver Quente n o h necessidade de acionar o afogador Trave apenas o acelerador na posi o de partida e puxe o cord o conforme instru es anteriores Caso ap s diversas puxadas o motor n o funcione retire a vela de igni o e se estiver molhada motor afogado deve se seca la e ent o puxar v rias vezes a corda de partida para eliminar o excesso de gasolina Coloque a vela e repita a opera o Cuidados com motor novo Num pequeno Motor onde n o existe folga de pot ncia o amaciamento relevante As primeiras 20 horas estar pesado com acelera o branda marcha lenta um pouco irregular Isto ainda aliada a sua falta de pr tica far com que sejam necess rias mais pr tica O motor morrer mais vezes p r falta de amaciamento e p r falta de pratica sua Tenha paci ncia logo as coisas melhoram Nas primeiras 20 horas n o fique andando continuamente em altas velocidades para n o superaquecer o motor ainda muito justo Acelere e desacelere No motor da cadeira como em todo motor novo de muita import ncia no per odo de amaciamento do motor pois disso vai depender sua maior ou menor durabilidade Os cuidados que devem ser tomados
140. t I 53 Este elemento o mais simples dos elementos finitos ser usado para ilustrar diversos pontos fundamentais da teoria de elementos finitos Os conceitos de equil brio ser o usados para a obten o das equa es referentes a este elemento esta formula o chamada de formula o direta Figura 5 6 For as Nodais do Elemento de Barra Considere a Figura 5 6 com as for as nodais do elemento de barra A equa o de equil brio de for as na dire o x fornece de 5 1 O estudo de barras sob carregamento axial realizado em Resist ncia dos Materiais mostra que a equa o constitutiva equa o tens o deforma o para este caso a lei de Hooke para tens es na sua forma mais simples unidimensional isto Ox E Ey 5 2 onde o a tens o normal E o m dulo de elasticidade e a deforma o axial que dada em fun o do deslocamento axial u x ao longo do elemento por du x o de A Equa o 5 3 que representa a rela o deforma o deslocamento pode ser 5 3 rescrita considerando que a deforma o amp constante ao longo do elemento como E 5 4 onde AL a varia o do comprimento do elemento devido a o das for as nodais Utilizando a defini o dos deslocamentos nodais graus de liberdade uy e u2 pode se escrever a equa o deforma o deslocamento em termos das vari veis nodais isto E m 5 5 CAP TULO 5 An lise Est tica Mod
141. tal m 4 149 vista lateral Figura 2 65 Dimens es do bagageiro detalhes c Acabamento e Pintura Fazer o acabamento das rebarbas de todas as soldas utilizando lixadeira e ou esmeril Remover ferrugens e outras impurezas das superf cies met licas com Lixa D Agua 180 para posterior pintura Pintar com Tinta Sint tica Brilhosa como sugest o de cor Preto Cadillac Sint tico d Montagem dos Componentes Aparafusar a chapa base do cilindro nas cantoneiras inferiores posteriormente acoplando com parafusos a bra adeira nas cantoneiras superiores at que o cilindro fique firme conforme Figuras 2 66 e 2 67 Figura 2 66 Fixa o do cilindro da cadeira ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 144 Figura 2 67 Vista geral da montagem do cilindro 3 MONTAGEM DOS SISTEMAS a Material Utilizado 4 Bancoe Acess rios b Procedimento Construtivo Introduzir os conjuntos dos eixos traseiros Item 2 como viso na Figura 3 1 a e b no eixo traseiro do chassi Item 1 apertando em seguida os parafusos de fixa o APERTAR PARAFUSOS DEPOIS DA MONTAGEM Figura 3 2 b Conjunto acoplado no eixo traseiro e ajuste final com os parafusos Parafusa se o chassis Item 1 com o volante item 2 por meio de eixo usinado rolamentos e parafusos de ambos os lados Colocam se as correias nas polias guidon pneu dianteiro e o aparafusa se o pneu diant
142. tica Modal e For ada do Ve culo CadMot I 68 Para a an lise est tica foi definido o carregamento no ponto de apoio do assento do tanque e do motor em forma de uma for a na dire o e sentido contr rio ao eixo y com valores referentes aos seus pesos de 686 7 19 62 e 122 625 Kg respectivamente Foi ent o definido o tipo de an lise an lise est tica e solicitado ao programa solu o Para a an lise modal foi apenas escolhido o m todo de solu o a ser utilizado pelo ANSYS 6 0 Block Lanczos o numero de modos que se deseja extrair como solu o 16 p Caso 1 e 24 p Caso 2 a faixa de frequ ncia a ser analisada 0 a 300 Hz e solicitado ao programa a solu o Para o caso da an lise for ada foi escolhido o m todo de solu o Superposi o Modal a faixa de frequ ncia que se deseja analisar juntamente com o numero de modos que ser o analisados neste intervalo e foi aplicada uma carga nos pontos de apoio do motor simulando as excita es provocadas pelo mesmo Como a for a que excita o motor est dividida em duas for as harm nicas prim ria e secund ria como mostrado no Cap tulo 3 foi realizada uma an lise independente para cada for a prim ria e secund ria na sua respectiva frequ ncia como mostrado na Tabela 5 7 visto que o efeito resultante na estrutura pode ser obtido pela superposi o dos efeitos de ambas as for as isoladamente Tabela 5 7 Valores das For as Prim ria e Se
143. u es do C digo est o em vigor ainda Algumas j foram alteradas ou substitu das Criou se novas regras para condutores para os pedestres que tamb m passaram a ser pass veis de multas para ciclistas al m de outras segmentos que direta ou indiretamente t m participa o ativa no transito Todo aquele que dirige com cautela aten o respeitando os direitos dos pedestres dos ciclistas e dos motociclistas aquele que obedece as regras de tr nsito Que se preocupa com as outras vidas Que n o dependente das puni es previstas pelo C digo de Tr nsito para seguir com cuidado Infelizmente no Brasil amda muito grande o ndice de acidentes envolvendo autom veis Isso explicado pela imper cia imprud ncia e neglig ncia de condutores Temos constantemente not cias de acidentes provocados por motoristas que insistem em desrespeitar as leis de tr nsito dirigem embriagados ultrapassam os limites de velocidades O Novo C digo Brasileiro de Tr nsito imp s mais rigidez para quem quer ser motorista Por isso o motorista deve estar atento s regras que deve seguir 1 Mantenha seu ve culo sempre em boas condi es de funcionamento Fa a revis es e deixe tudo bem regulado 2 Nunca dirija quando estiver cansado com sono ou estressado 3 Respeite os direitos dos pedestres Lembre que voc quando est fora do carro tamb m um pedestre ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 154
144. u troca se pessoalmente Procede se a remontagem de forma inversa desmontagem Observando se o alinhamento do pneu com as polias 6 3 COMBUST VEL ABASTECIMENTO Dilui se 30 partes de gasolina para uma parte de leo dois tempos 30 1 Adiciona se ao tanque de combust vel que tem capacidade de 3 litros leo 2T O leo do motor dever ser de boa qualidade que proporcione boa lubrifica o nas superf cies de atrito e que na c mara de combust o queime sem deixar muito res duo Recomendamos os seguintes leos 2T que foram devidamente testados pela MicroMachine Esso Shel1 Ipiranga Texaco e Valvoline todos para motores 2 tempos O uso de leos sint ticos de ultima gera o tamb m e bem recomendado por poder ser utilizado em misturas mais pobres 40 1 com o mesmo ou superior desempenho dos leos convencionais Obs A mistura entre leo sint tico e combust vel dever ser feita conforme especifica o do fabricante de leo ANEXOS 2 Manual de Constru o e Utiliza o do Ve culo CadMot I 151 6 4 CUIDADOS COM O MOTOR Como j se deve saber o motor Jd 37 de dois tempos isto n o precisa de Carter de leo A lubrifica o interna do motor feita por leo dois tempos que deve ser misturado a gasolina de grande import ncia que a propor o da mistura seja correta para que proporcione boa lubrifica o e consequentemente menor desgaste e maior durabilidade de seus compone
145. utura tem partes que n o foram consideradas na an lise as quais alteram suas caracter sticas de rigidez e distribui o de massa alterando consequentemente estes valores de tens es CAP TULO 6 An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento 82 do Ve culo em Recintos Fechados CAP TULO 6 AN LISE DO SISTEMA DE ESCAPAMENTO E DO COMPORTAMENTO DO VE CULO EM RECINTOS FECHADOS 6 1 Introdu o Como j foi adiantado em alguns cap tulos anteriores o ve culo CadMot I apresenta s rios problemas no que se refere a emiss o de ru dos devido ao funcionamento do motor JD 37 Segundo normas de sa de este n vel de ru do n o pode ultrapassar em m dia 85 db dependendo do tempo de exposi o 8 horas e do ambiente analisado Assim a emiss o excessiva de ru do provoca problemas de sa de tanto ao condutor quanto s pessoas que est o em volta do ve culo Neste cap tulo os principais objetivos s o a an lise num rica do silenciador determina o da redu o de ru do e an lise da influ ncia no comportamento ac stico de recintos fechados devido ao funcionamento do ve culo em seu interior 6 2 Sistema de Escapamento O sistema de escapamento tem como fun o principal reduzir o ru do emitido pelo motor devido explos o dos gases de combust o Para o caso do ve culo CadMot I optou se por utilizar o sistema de escapamento original vendido junto com o kit do motor JD 37 O sistema de escapamento m
146. vidade An lise de Mobilidade etc e execu o de testes experimentais de dirigibilidade no ve culo CadMot I e An lise Est tica e Din mica do Ve culo CadMot I atrav s do SoftWare ANSYS 6 0 e An lise do Sistema de Escapamento e do Comportamento do Ve culo em Recintos Fechados e Proposta melhorada do ve culo CadMot I fundamentada no Trabalho de Conclus o de Curso em quest o CAP TULO 1 Introdu o 4 1 3 Sistemas de Locomo o Utilizados por Deficientes F sicos Atualmente existem no mercado de cadeira de rodas diversos modelos para todos os gostos com diversos sistemas de propuls o e acess rios Por m em sua grande maioria o valor de venda dessas cadeiras cerca de R 3 000 00 para as motorizadas torna imposs vel que um deficiente de classe m dia baixa venha a obt la As que t m um maior grau de desenvolvimento tecnol gico s o importadas e est o dispon veis para os brasileiros a pre os maiores que o j mencionado Abaixo existem alguns exemplos de cadeiras comercializadas que foram divididas em cinco grupos de acordo com as suas peculiaridades Tabela 1 1 Sistemas de Locomo o Existentes Sistema or Dimens es so Caracter stica Foro Nong ne cm Kg Particular Propuls o 8 AO centro de gravidade Regulagem de Freedom Manual 53x99x99 Life Freedom Manual 55 x 99x 89 Reclin Road Motor 1 Preparada para IV cilindro 96 x 156x 98 120 trafegar
147. vividos durante esta jornada vil Coloquemos os nossos sonhos nas estrelas por mais que fiquemos no meio do caminho Tolstoi Quando me desespero lembro que ao longo da hist ria o amor e a verdade sempre venceram Mohandas Karanchand Ghandi Qualquer caminho apenas um caminho e n o constitui insulto algum para si mesmo ou para os outros abandon lo quando assim ordena o cora o Olhe cada caminho com cuidado e aten o Tente o tantas vezes quantas julgar necess rias Ent o fa a a si mesmo e apenas a si mesmo uma pergunta possui esse caminho um cora o Em caso afirmativo o caminho bom Caso contr rio esse caminho n o possui import ncia alguma Carlos Castanheda The Teachings of Don Juan Do livro o Tao da F sica Fritjof Capra viii SUM RIO SIMBOLOGIA caon A R xi LISTA DE FIGURAS sanita ronio UU EA EE E XIV HSILADETALELA a do a xvIill RESUMO seiri T DAS T T XX CAP TULO 1 INTRODU O bRO QU O asian iai e a pd A RS da l 1 2 Motiva o e Objetivos do Trabalho nneenennnnnnnnssssssssseseeernnnnnnsnssssssssssssseerren 3 1 3 Sistemas de Locomo o Utilizados por Deficientes F sicos sss0seseeeeensssseeee 4 Estruturado DrabalhoO sao asa a 5 CAP TULO 2 O VE CULO ASPECTOS T CNICOS E LEGAIS PRST RO QUI O atear da A A 7 o OCS LO DAE E EE A I E E E E E I A E E E AN 7 2 3 Projeto do Ve culo CadMotL

Dissertação do TCC - O GVA - Universidade Federal do Pará

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