[pt] OTIMIZAÇÃO TOPOLÓGICA DE ENGRENAGEM CILÍNDRICA DE DENTES HELICOIDAIS DA TRANSMISSÃO DE VEÍCULO OFF-ROAD BAJA SAE

[en] TOPOLOGICAL OPTIMIZATION OF CYLINDRICAL HELICAL GEAR OF BAJA SAE OFF-ROAD VEHICLE TRANSMISSION

[pt] DIEGO ALBUQUERQUE GODOY

[pt] METODO DO ELEMENTO FINITO

[pt] ENGRENAGEM CILINDRICA DE DENTES HELICOIDAIS

[pt] OTIMIZACAO TOPOLOGICA

[pt] ANALISE ESTRUTURAL

[en] FINITE ELEMENT METHOD

[en] CYLINDRICAL GEAR WITH HELICAL TEETH

[en] TOPOLOGY OPTIMIZATION

[en] STRUCTURAL ANALYSIS

[pt] As equipes de competição universitárias de Baja SAE têm a missão de criar protótipos de veículos do tipo Mini Baja de dois em dois anos e seu grande desafio é conciliar performance e economia. A escolha do projeto correto do sistema de transmissão é imprescindível para o bom desempenho do veículo nas provas às quais é submetido. Desse modo, para desenvolver um protótipo competitivo, ferramentas de análise estrutural e otimização, como a de otimização topológica, são úteis e têm se tornado cada vez mais presentes nos estudos de aperfeiçoamento de componentes. Para potencializar o desempenho do veículo Mini Baja em questão, é essencial a otimização das engrenagens da caixa de redução, visando a redução de sua massa. Para realização da otimização topológica da coroa da caixa de redução, é necessário reunir todos os parâmetros geométricos e materiais da estrutura, adquirir um modelo 3D do componente a ser otimizado, definir suas condições de contorno e carregamentos com base na condição mais crítica que a peça está submetida, configurar uma malha e realizar uma análise estrutural. Após a otimização, foi necessário confeccionar o modelo da geometria final no software SolidWorks e realizar uma validação da estrutura. Todos os passos foram detalhados no presente trabalho. As modelagens das topologias foram desenvolvidas no software SolidWorks e as simulações executadas no software Ansys Workbench.

[en] The university competition teams of Baja SAE have the mission of creating prototypes of Mini Baja type vehicles every two years and their great challenge is to reconcile performance and economy. The selection of the right transmission system is essential for the good performance of the vehicle in the tests which it is submitted. Thus, to develop a competitive prototype, structural analysis and optimization tools, such as topological optimization, are useful and have become increasingly present in component improvement studies. To maximize the performance of the Mini Baja vehicle in question, it is crucial to optimize the gears of the reduction gearbox, aiming at reducing its mass. To carry out the topological optimization of the gearbox crown, it is necessary to gather all the geometric and material parameters of the structure, acquire a 3D model of the component to be optimized, define its boundary condition and loads based on the most critical condition that the part is submitted, configure a mesh and perform a structural analysis. After the optimization, it was necessary to model the final geometry in the Solidworks software and carry out a validation of the structure. All steps were detailed in the present work. Topology modeling was developed in SolidWorks software and simulations were performed in Ansys Workbench software.

ANDERSON PEREIRA

2022-07-11

[pt] TEXTO

application/pdf

PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=59918@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=59918@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.59918