Desenvolvimento das etapas de análise e otimização estrutural de uma manga de eixo

Abstract

O desenvolvimento tecnológico e a busca constante por sistemas cada vez mais confiáveis, com peso e custos menores, vem sendo a principal preocupação no projeto de sistemas e componentes estruturais. A determinação e adoção de uma metodologia para obtenção de componentes estruturais otimizados é o foco neste trabalho. São abordados questões relativas a metodologia de projeto de sistemas, sendo apresentadas as etapas de análise de componentes estruturais associadas a cada fase do desenvolvimento do projeto. No desdobramento das etapas são abordadas as ferramentas de análise na obtenção de melhores concepções para o componente. Desta forma, é enfatizada a importância da utilização de métodos numéricos na avaliação e obtenção das concepções propostas. Dentre os métodos numéricos, a utilização dos conceitos de otimização estrutural, junto ao método dos elementos finitos, conduz a determinação da melhor geometria para uma dada aplicação. A aplicação destas ferramentas junto às etapas de análise visa minimizar o tempo de desenvolvimento e os custos na concepção de um componente estrutural. O componente estrutural em estudo neste trabalho é a manga de eixo, a qual apresenta interface relacionada aos quatro sistemas responsáveis pelo controle dos movimentos veiculares: sistema de suspensão, sistema de direção, sistema de freio e sistema de transmissão. O material empregado na análise é o ferro fundido nodular ferrítico, utilizado no processo de fabricação de tal componente. Assim, ao término do trabalho é obtido uma manga de eixo dimensionada através da observação das etapas de análise e com geometria adequada aos estados de carga aplicados em um processo de otimização estrutural.