ANÁLISE DINÂMICA DE UM FÓRMULA SAE

INTRODUÇÃO: A análise dinâmica de um sistema mecânico envolve duas etapas: comportamento livre e comportamento forçado. A análise dinâmica de um veículo de competição FSAE utiliza um sistema de sete graus de liberdade para capturar oscilações verticais, rolamento, cabeceio e comportamento de cada roda. O estudo foca em como rigidez de molas, amortecimento e condições de pista influenciam desempenho e estabilidade em movimento vertical, visando dimensionar um carro condizente com competições estudantis. OBJETIVOS: Definir e validar as equações de movimento do modelo de sete graus de liberdade; implementar processamento de dados de corrida em MATLAB e Python; analisar o efeito de parâmetros de suspensão e temperatura de pista nos tempos de volta. MATERIAIS E MÉTODO: Empregaram-se equações clássicas de dinâmica veicular para obter um modelo matemático que através de simulação computacional no ambiente MATLAB. A validação será feita através da comparação entre simulações numéricas e com o protótipo real. RESULTADOS: Notou-se que nas análises do comportamento próprio, o primeiro modo de vibrar apresenta frequência natural próxima de valores reais e encontrados na literatura. Alguns modos de vibrar apresentaram algo grau de amortecimento. A simulação do comportamento forçado foi feita considerando irregularidades da pista e mantendo velocidade constante do veículo. Notou-se a possibilidade de avaliação das grandezas cinemáticas dos graus de liberdade e avaliação das forças nas suspensões e nas rodas. CONSIDERAÇÕES FINAIS: O modelo de sete graus de liberdade demonstrou ser eficaz para prever tendências de desempenho em FSAE. Ajustes finos em rigidez de mola e controle térmico dos pneus são essenciais para redução de tempo de volta. Recomenda-se explorar modelagem não linear do comportamento dos pneus e integração de dados em tempo real para aprimorar a precisão das simulações.

PALAVRAS-CHAVE: Dinâmica veicular; Simulação numérica; Fórmula SAE; MATLAB; Graus de liberdade.