Rudimentos da mecânica dos pneumáticos.

• Ano de defesa: 2002
• Autor(a) principal: Maluf Filho, William Manjud
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Ensaios mecânicos; Finite element method; Mathematical models; Mechanical tests; Método dos elementos finitos; Modelos matemáticos; Pneus; Tires
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3132/tde-12012024-095118/

Esse trabalho aborda os princípios fundamentais da Mecânica dos Pneumáticos. Inicialmente, discutem-se os principais fatos históricos e definições envolvidos no projeto de pneus. Os fenômenos físicos de destacada importância na utilização e projeto de pneus, bem como as técnicas experimentais empregadas na sua quantificação, são citados e detalhados profundamente. Apresenta-se ainda uma extensa revisão bibliográfica sobre os conceitos e estudos relativos à modelagem matemática fundamentada no Método dos Elementos Finitos. Por fim, investiga-se a aplicação de um modelo matemático para caracterização estrutural de pneus. A finalidade do modelo é simular e prever o comportamento de pneus nos ensaios experimentais descritos nas normas do Department of Transportation (DOT) FMVSS109 e FMVSS119. Um dos objetivos principais desse conjunto de testes é a determinação da energia necessária para o colapso estrutural de pneus de carro e caminhão/ônibus, respectivamente, quando submetidos à penetração de um punção. A energia de ruptura das cinturas é um dos critérios para certificação dos pneus perante os órgãos regulamentadores. O modelo tridimensional contempla as propriedades físicas não-lineares características aos pneus atuais. Os elastômeros foram modelados de acordo com o modelo de Mooney - Rivilin. As correspondentes constantes que descrevem o comportamento desses materiais foram definidas por intermédio de ensaios experimentais. Atribui-se aos compósitos um comportamento referenciado nas equações de Halpin-Tsai. Obteve-se a aderência do modelo ao comparar-se as informações dimensionais previstas pela análise matemática com informações similares obtidas experimentalmente. O volume de cálculos necessário para a convergência dessa simulação pressupõe alta performance computacional. Entretanto os resultados numéricos demonstraram que pode-se empregar esse modelo na análise estática de estruturas complexas como pneumático.