https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/115613 Sat, 05 Sep 2026 17:50:18 GMT 2026-09-05T17:50:18Z http://repositorio.ufsc.br:80/xmlui/bitstream/id/9a77121c-59ff-41dd-b629-777bef31f0a3/ https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/115613 https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/274427 Análise comparativa de chassis de motocicleta Martos, Miguel Angelo Borges 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. TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Joinville, Engenharia Automotiva. Wed, 24 Jun 2026 00:00:00 GMT https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/274427 2026-06-24T00:00:00Z https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/274426 Avaliação do impacto financeiro de redutores de velocidade na confiabilidade de molas: um estudo de campo Dalla Bernardina, Leone Salomão Vieiras A frequente quebra de componentes de suspensão em frotas de transporte coletivo urbano representa um desafio crítico para a gestão de manutenção, gerando impactos diretos nos custos operacionais do sistema. Este trabalho tem como objetivo analisar a relação entre a presença de redutores físicos de velocidade ao longo das linhas de ônibus urbanos de Colatina (ES) e a frequência de falhas mecânicas em molas desses veículos. A investigação surgiu da necessidade de compreender se o elevado número desses dispositivos de acalmamento de tráfego, frequentemente instalados em vias urbanas com o intuito de aumentar a segurança de pedestres, poderia gerar impactos negativos na durabilidade dos componentes mecânicos e, por consequência, nos custos do transporte coletivo. Para tanto, foram coletados dados referentes ao número de faixas elevadas em cada linha, à distância total percorrida e à quantidade de ocorrências de quebras de molas registradas. Utilizou-se o coeficiente de correlação de Spearman e também regressão linear para verificar a associação entre as variáveis, tanto em valores absolutos quanto em termos de densidade (faixas elevadas por quilômetro). Os resultados apontaram correlações positivas, indicando que as linhas com maior concentração de faixas elevadas também apresentaram maior frequência de falhas mecânicas.Tal achado evidencia que a presença desses dispositivos, embora potencialmente benéfica para a segurança viária, acarreta custos indiretos ao transporte público; a modelagem financeira indicou um custo marginal projetado de aproximadamente R$ 1.468,67 por veículo para cada unidade acrescida ao Índice de Severidade de Rota (ISR). Esses ônus tendem a ser repassados ao usuário ou absorvidos pelo poder público. Além disso, o estudo revelou limitações estruturais importantes, como a dificuldade de acesso a dados consistentes e desagregados tanto da empresa de transporte quanto da prefeitura, o que restringiu a análise da efetividade das faixas elevadas em termos de redução de acidentes. Evidencia-se a necessidade de aprimoramento na padronização e transparência dos registros de manutenção e dados operacionais de transporte público, de modo a mitigar as assimetrias de informação e otimizar o planejamento de custos de frotas urbanas. Sugere-se, para trabalhos futuros, a integração de métricas adicionais, como o impacto sobre outros componentes da frota (pneus, amortecedores, freios), o aumento no tempo de viagem e o possível reflexo na oferta de ônibus. A pesquisa reforça, portanto, a importância de que políticas públicas de mobilidade sejam fundamentadas em avaliações de custo-benefício social, equilibrando segurança viária e eficiência operacional.; The frequent failure of suspension components in urban public transport fleets represents a critical challenge for maintenance management, directly impacting the system’s operational costs. This study aims to analyze the relationship between the presence of physical speed reducers along urban bus routes in Colatina (ES) and the frequency of mechanical failures in the vehicles’ springs. The investigation arose from the need to understand whether the high number of these traffic-calming devices, frequently installed on urban roads to increase pedestrian safety, could have negative impacts on the durability of mechanical components and, consequently, on public transport costs. To this end, data were collected regarding the number of raised crosswalks on each route, the total distance traveled, and the number of recorded spring failures. Spearman’s correlation coefficient and linear regression were utilized to verify the association between the variables, both in absolute values and in terms of density (raised crosswalks per kilometer).The results indicated positive correlations, showing that routes with a higher concentration of raised crosswalks also presented a higher frequency of mechanical failures. This finding highlights that the presence of these devices, while potentially beneficial for road safety, entails indirect costs for public transport; the financial modeling indicated a projected marginal cost of approximately R$ 1,468.67 per vehicle for each unit added to the Route Severity Index (ISR). These burdens tend to be passed on to the user or absorbed by the public administration. Furthermore, the study revealed significant structural limitations, such as the difficulty in accessing consistent and disaggregated data from both the transport company and the municipality, which restricted the analysis of the effectiveness of raised crosswalks in terms of accident reduction. It underscores the need for improvement in the standardization and transparency of maintenance records and operational data in public transit, aiming to mitigate information asymmetries and optimize cost planning for urban fleets. For future work, it is suggested to integrate additional metrics, such as the impact on other fleet components (tires, shock absorbers, brakes), the increase in travel time, and the potential reflection on bus supply. The research therefore reinforces the importance of basing public mobility policies on social cost-benefit assessments, balancing road safety and operational efficiency. TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Joinville, Engenharia Automotiva. Thu, 25 Jun 2026 00:00:00 GMT https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/274426 2026-06-25T00:00:00Z https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/274337 Análise estática de uma algema de camionete Sousa, Ruan Oliveira Este trabalho apresenta a análise estrutural de uma algema da suspensão traseira de uma camionete Chevrolet D20 utilizando o Método dos Elementos Finitos (MEF), com o objetivo de avaliar seu comportamento sob carregamentos estáticos nominal e de sobrecarga. Inicialmente, são abordados conceitos de dinâmica veicular, siste mas de suspensão e fundamentos do MEF. Em seguida, foi realizada a modelagem tridimensional simplificada da algema no programa SolidWorks e posteriormente ex portada para o ANSYSMechanical, onde foram definidas as propriedades do material, condições de contorno e malha refinada. As simulações numéricas permitiram ana lisar a distribuição de tensões equivalentes de von Mises, os deslocamentos totais da estrutura e o fator de segurança do componente. Os resultados indicaram tensão máxima de 118,66 MPa e deslocamento máximo de 0,1265 mm na condição nominal, enquanto na condição de sobrecarga foram obtidos 127,41 MPa e 0,1358 mm, respec tivamente, representando aumentos de aproximadamente 7,4% na tensão máxima e 7,3% no deslocamento máximo em relação à condição nominal. A avaliação do fator de segurança resultou em valores de aproximadamente 2,11 para a condição nominal e 1,96 para a condição de sobrecarga, indicando que o componente permaneceu ope rando abaixo do limite de escoamento do material em ambas as situações analisadas. Observou-se que as maiores tensões ocorreram na região central da algema. Mesmo sob sobrecarga, os deslocamentos permaneceram inferiores a 0,14 mm, indicando elevada rigidez estrutural da peça. Dessa forma, o estudo demonstrou a eficiência do MEF na avaliação estrutural de componentes automotivos.; This study presents the structural analysis of a rear suspension shackle from a Chevrolet D20 pickup truck using the Finite Element Method (FEM), with the objective of evaluating its behavior under nominal static loading and overload conditions. Initially, concepts related to vehicle dynamics, suspension systems, and the fundamentals of the Finite Element Method are discussed. Subsequently, a simplified three-dimensional model of the shackle was developed in SolidWorks and then exported to ANSYS Mechanical, where the material properties, boundary conditions, and a refined mesh were defined. Numerical simulations were performed to analyze the distribution of von Mises equivalent stresses, the total structural displacements, and the component’s factor of safety. The results indicated a maximum stress of 118.66 MPa and a maximum displacement of 0.1265 mm under the nominal loading condition, while under the overload condition, the maximum stress and displacement reached 127.41 MPa and 0.1358 mm, respectively, representing increases of approximately 7.4% in maximum stress and 7.3% in maximum displacement compared to the nominal condition. The factor of safety evaluation yielded values of approximately 2.11 for the nominal condition and 1.96 for the overload condition, indicating that the component remained below the material’s yield strength in both analyzed scenarios. The highest stress concentrations were observed in the central region of the shackle. Even under overload conditions, the maximum displacement remained below 0.14 mm, demonstrating the component’s high structural stiffness. Therefore, the study demonstrated the effectiveness of the Finite Element Method in the structural assessment of automotive components. TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Joinville, Engenharia Automotiva. Thu, 25 Jun 2026 00:00:00 GMT https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/274337 2026-06-25T00:00:00Z https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/274336 PROTOTIPAGEM E MODELAGEM DE RESFRIADORES PARA VEÍCULOS ELÉTRICOS Martinez, Lorenzo Klock A crescente eletrificação dos sistemas de transporte e armazenamento estacionário de energia tem intensificado a demanda por sistemas eficientes de gerenciamento térmico de baterias (BTMS), capazes de manter as células de íon-lítio dentro de temperaturas seguras de operação. Trocadores de calor compactos são comumente empregados para essa finalidade, entretanto, ainda existem poucos estudos experimentais abordando o uso de tecnologias de impressão 3D para a fabricação de BTMS, especialmente utilizando processos de fotopolimerização em cuba de baixo custo e materiais poliméricos. Este estudo investiga experimental e analiticamente o desempenho termo-hidráulico de resfriadores de baterias poliméricos fabricados por manufatura aditiva utilizando tecnologia LCD de fotopolimerização em cuba. Duas geometrias foram desenvolvidas para células cilíndricas 18650: uma configuração oca em escoamento cruzado e uma estrutura TPMS (Triply Periodic Minimal Surface) do tipo gyroid, projetada para intensificar a transferência de calor por convecção. Antes da fabricação dos protótipos, foi avaliada a influência do tempo de exposição e da pós-cura na resistência à tração de quatro resinas fotopoliméricas comerciais, visando garantir a integridade estrutural das peças. Os testes experimentais foram realizados utilizando ar como fluido de resfriamento, sob vazões mássicas variando de 0,015 a 0,030 kg/s e potências de aquecimento entre 35 W e 55 W por simulador de célula. Um modelo analítico discretizado, baseado em bancos de tubos em escoamento cruzado e teoria de aletas, foi desenvolvido e validado com os dados experimentais, sendo capaz de prever a temperatura de saída do ar e a temperatura superficial com desvios máximos de 6% e 8%, respectivamente. Os resultados indicam que, apesar do aumento da área de transferência de calor, a configuração TPMS levou a temperaturas mais elevadas nas células devido à baixa condutividade térmica do polímero (0,178 W/m·K), o que aumentou a resistência térmica e reduziu a eficiência global das aletas. Observou-se que, para os protótipos fabricados em resina, o modelo oco apresentou desempenho térmico superior ao TPMS em razão da resistência térmica imposta pelo material polimérico. Entretanto, empregando o modelo teórico desenvolvido, e substituindo o material por alumínio, pode-se constatar uma melhora significativa no desempenho térmico, com reduções superiores a 20 °C em alguns casos quando comparadas ao ABS. Nessas condições, os resfriadores TPMS passaram a apresentar desempenho superior ao modelo oco, evidenciando o potencial dessas geometrias quando associadas a materiais de elevada condutividade térmica.; The increasing electrification of transport and stationary energy storage systems has intensified the demand for efficient battery thermal management systems (BTMS) capable of maintaining lithium-ion cells within safe operating temperatures. Compact heat exchangers are commonly employed for this purpose; however, there are still few experimental studies addressing the use of 3D printing technologies for BTMS manufacturing, especially using low-cost vat photopolymerization processes and polymeric materials. This study investigates, both experimentally and analytically, the thermo-hydraulic performance of polymeric battery coolers manufactured by additive manufacturing using LCD vat photopolymerization technology. Two geometries were developed for 18650 cylindrical cells: a hollow cross-flow configuration and a Triply Periodic Minimal Surface (TPMS) gyroid structure, designed to enhance convective heat transfer. Prior to prototype fabrication, the influence of exposure time and post curing on the tensile strength of four commercial photopolymer resins was evaluated to ensure structural integrity. Experimental tests were conducted using air as the cooling fluid, under mass flow rates ranging from 0.015 to 0.030 kg/s and heating powers between 35 W and 55 W per cell simulator. A discretized analytical model, based on cross-flow tube banks and fin theory, was developed and validated with experimental data, proving capable of predicting outlet air temperature and surface temperature with maximum deviations of 6% and 8%, respectively. The results indicate that, despite the increased heat transfer area, the TPMS configuration led to higher cell temperatures due to the polymer's low thermal conductivity (0.178 W/m·K), which increased thermal resistance and reduced overall fin efficiency. It was observed that, for the resin-based prototypes, the hollow model exhibited superior thermal performance compared to the TPMS due to the thermal resistance imposed by the polymeric material. However, by employing the developed theoretical model and replacing the material with aluminum, a significant improvement in thermal performance was observed, with reductions exceeding 20 °C in some cases compared to ABS. Under these conditions, the TPMS coolers exhibited superior performance to the hollow model, highlighting the potential of these geometries when associated with high thermal conductivity materials. TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Joinville, Engenharia Automotiva. Thu, 25 Jun 2026 00:00:00 GMT https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/274336 2026-06-25T00:00:00Z