Estudo numérico da dinâmica vertical de veículos de carga considerando forças de amortecimento não lineares em suspensões

Abstract

O presente trabalho estuda a resposta dinâmica de um veículo de carga, do tipo caminhão trator trucado com semirreboque, através da comparação de dois modelos vibracionais de 13 graus de liberdade, onde o primeiro modelo considera forças de amortecimento não lineares na suspensão traseira da cabine e na suspensão traseira do cavalo mecânico, e o segundo modelo considera todas as forças de amortecimento como lineares. O estudo simula a passagem do veículo através de uma lombada trafegando em uma pista com um perfil de irregularidades da Classe A, fundamentada na Norma ISO 8608/2016, se obtendo as acelerações verticais no assento do motorista e no centro de gravidade da cabine. Os procedimentos numéricos de integração das equações de movimento são realizados através do método implícito de Newmark. Os resultados obtidos mostram que o modelo de veículo com forças de amortecimentos lineares atingiu valores extremos maiores de aceleração em relação ao modelo do veículo com forças de amortecimentos não lineares, o qual pode significar que se trata de um modelo conservador. Contudo, o modelo não linear apresenta um valor RMS maior no intervalo de análise, associado a uma suavização do sinal em um tempo maior.

The present work studies the dynamic response of a cargo vehicle, tractor truck type with semi-trailer, through the comparison of two vibrational models of 13 degrees of freedom, where the first model considers non-linear damping forces in the cabin rear suspension and in the rear suspension of the tractor, and the second model considers all damping forces to be linear. The study simulates the passage of the vehicle through a hump traveling on a lane with a Class A irregularity profile, based on the ISO 8608/2016 Standard, obtaining the vertical accelerations in the driver's seat and in the cabin's center of gravity. The numerical procedures for integrating the equations of motion are performed using the implicit method of Newmark. The results obtained show that the vehicle model with linear damping forces reached higher extreme acceleration values compared to the vehicle model with non-linear damping forces, which may mean that it is a conservative model. However, the non-linear model presents a higher RMS value in the analysis interval, associated with a smoothing of the signal in a longer time.