Análise comparativa de chassis de motocicleta

Abstract

Este estudo propõe examinar e comparar a evolução dessas características por meio da análise estática da geometria do chassi de três modelos de alto desempenho oferecidos ao mercado no intervalo dos últimos 100 anos: a Brough Superior SS100 (1925), a Kawasaki Z1 (1975) e a Kawasaki Ninja H2R (2025). A metodologia adotada compreendeu a elaboração de diagramas de corpo livre (DCL) para identificar os esforços atuantes sob condições críticas de solicitação, especificamente em frenagem limite de 1g e em curva de velocidade constante (aceleração lateral de 1g). Modelos geométricos tridimensionais foram desenvolvidos no programa SolidWorks e submetidos à simulação numérica via Método dos Elementos Finitos (MEF), utilizando o algoritmo de malha mesclada com base em curvatura com elementos tetraédricos, adotando-se o aço SAE 1020 padronizado para a verificação do impacto puramente geométrico. Os resultados numéricos mostraram diferenças significativas e um crescimento progressivo na rigidez estrutural ao longo de um século. A evolução mais expressiva manifestou-se no comportamento lateral sob a condição de curva. Além disso, os modelos mais modernos demonstraram vantagem de não dissipar os deslocamentos por uma região extensa, ao passo que ocorriam com as estruturas obsoletas.

This study aims to examine and compare the evolution of these characteristics through a static geometric analysis of the chassis of three high-performance models introduced to the market over the last 100 years: the Brough Superior SS100 (1925), the Kawasaki Z1 (1975), and the Kawasaki Ninja H2R (2025). The methodology comprised the development of free-body diagrams (FBD) to identify the acting loads under critical stress conditions, specifically during a 1g limit braking scenario and a constant-speed cornering maneuver (1g lateral acceleration). Threedimensional geometric models were developed in SolidWorks and subjected to numerical simulation via Finite Element Method (FEM), utilizing a curvature-based blended mesh algorithm with tetrahedral elements. Standardized SAE 1020 steel was adopted to evaluate the purely geometric impact. The numerical results revealed significant differences and a progressive increase in structural stiffness over a century. The most significant evolution manifested in the lateral behavior under cornering conditions. Furthermore, the modern models demonstrated an advantage by not dissipating displacements across an extensive region, which was observed in the obsolete structures.