Avaliação de componente de suspensão veicular sob fadiga com carregamentos de amplitude variável

Abstract

Este trabalho teve como objetivo a avaliação da vida em fadiga de um componente de suspensão de veículo comercial. O componente estudado é um suporte de molas de suspensão traseira de um caminhão plataforma modelo 6x2, produzido em ferro fundido nodular. A avaliação da vida em fadiga do componente foi efetuada com dados obtidos em instrumentação realizada na real condição de operação do veículo. O trabalho foi realizado definindo-se os carregamentos existentes no suporte, utilizando-se diagrama de corpo livre das forças atuantes no suporte, que foram utilizados como dados de entrada para a realização de análise de elementos finitos. Esta análise teve como objetivo a verificação dos pontos críticos do componente e a definição dos locais para montagem de extensômetros. Foi realizada a instrumentação do componente: o veículo trafegou em diferentes tipos de estradas de forma a obter as cargas a que o suporte está submetido na aplicação real. Com o resultado das deformações obtidas pelos extensômetros, foi realizada a contagem de ciclos de fadiga existentes em cada um dos trajetos e calculado o dano em cada um dos pontos instrumentados utilizando-se um método de acúmulo de dano, esta etapa foi realizada utilizando-se um software para a análise do dano. Como resultado do trabalho, foi definida forma de realização de ensaio de durabilidade acelerada em laboratório, por meio da determinação das forças nas direções longitudinal, vertical e lateral, visando reproduzir o mesmo dano sofrido durante a rodagem do veículo, mediante um estudo de correlação campo-laboratório.

The objective of this dissertation was to evaluate the fatigue life of a commercial vehicle suspension component. The component is a spring bracket of the rear suspension of a rigid truck 6x2, made of ductile (nodular) cast iron. The evaluation of the fatigue life of the component was conducted with data obtained in the real condition of vehicle operation. The work was carried out defining the loads on the bracket with a free body diagram of the applied forces used for the input to perform the finite element analysis. The objectives of this analysis were to verify the component critical points and the definition of the locations for strain gage instrumentation. The strain gages were assembled on the part, the vehicle ran different kinds of roads to obtain the loads on field operation. With the results of the strains, the fatigue cycles of the loads were counted for all roads using a counting method and the damage were calculated using a cumulative damage model, this step was performed using a software to analyze the damage. As a result, an accelerated durability test was proposed in the laboratory, by determination of the forces in the longitudinal, vertical and lateral directions, in order to reproduce the same damage during the data acquisition of the vehicle, through a field laboratory correlation study.