Análise da integridade estrutural da plataforma de um guincho veicular

Abstract

Implementos rodoviários são utilizados diariamente no transporte dos mais variados tipos de cargas para atender às necessidades impostas em cada mercado consumidor. No segmento de transporte de veículos, frente a uma necessidade de socorro de um veículo em pane ou acidentado, utiliza-se o guincho veicular. Este equipamento passou por diversas formas construtivas ao longo do tempo, evoluindo até chegar à configuração atual que consiste em uma plataforma basculante. Embora largamente utilizados, estes equipamentos apresentam falhas em sua estrutura. O presente trabalho apresenta uma análise da integridade estrutural de um guincho veicular real que apresenta problemas em sua estrutura, apesar que não exceder os limites especificados pelo fabricante. Por meio de dados cedidos pela empresa proprietária do caminhão plataforma, foram mapeados os pontos críticos do equipamento para as diferentes condições de contorno que o mesmo é submetido devido ao processo de posicionamento dos veículos sobre a plataforma. Para a análise foram feitas simulações numéricas via elementos finitos onde foi incluído tensões residuais devido ao processo de fabricação do equipamento, realizado por soldagem. Os resultados são apresentados e comentados, e concluiu-se que frente às condições de operação do guincho, a plataforma deve apresentar falhas devido este possuir um baixo coeficiente de segurança, indicando um projeto mal dimensionado. Além disto, como esperado, quando submetida aos possíveis casos de carregamento crítico, a estrutura da plataforma está sujeita a fadiga de baixo ciclo, devido a tensões próximas a de escoamento, e a nucleação e propagação de trincas que levam a sua inviabilidade funcional.

Road equipment fleets are daily used to haul a whole variety of freighting loads and, therefore, fulfill the market necessities. Tow trucks are used to assist and pull broken or damaged cars – as well as other vehicles under a breakdown situation. This type of truck has experienced multiple construction changes throughout the years. The development of its design changes can be noticed on the tilting flap platform deck, which its current design differs significantly from its original version. These kind of equipment shows structural failures, despite of the widely usage of this type of platform. The present work evaluates the structural integrity of a troublesome platform built in a real tow truck. It has been determined the critical points of the equipment for different boundary conditions during the positioning of different vehicles over the platform. The analysis was performed using a numerical simulation with the finite element method, on which the residual stress due its welding manufacturing process was also accounted for. It can be concluded that the platform is going to experience failure due to a low safety factor under the critical operational conditions of the towing procedure, because of an underestimated design and structural conception. Moreover, the platform is exposed to a low cycle fatigue when the structure undergoes critical loadings near the yielding stress of the material and, therefore, crack nucleation and propagation shall be expected.