Título

DETERMINAÇÃO DE CICLOS TÉRMICOS RESULTANTES DE EVENTOS DE FRENAGEM EM TAMBORES DE FREIO ATRAVÉS DE SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

STUDY OF THERMAL CYCLES RESULTING FROM BRAKING EVENTS USING NUMERICAL MODELING

Autoria

Amorim, Gustavo Borges; Lopes, Luiz Carlos Rolim; Gouvêa, Jayme Pereira de; Castro, José Adilson de; Tepedino, José Oswaldo Amaral

DOI

10.5151/2594-5327-0189

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Resumo

Os tambores de freio são componentes mecânicos empregados em dispositivos projetados para absorver a energia cinética de veículos automotores ou implementos rodoviários, convertendo grande parcela desta energia em calor. Os tambores de freio são fabricados em ferro fundido, material escolhido por sua alta condutividade térmica, alta difusividade térmica e baixo custo. Este trabalho teve por objetivo, a construção de um modelo parametrizado para a determinação de ciclos térmicos resultantes de eventos de frenagem em tambores de freio pelo método dos elementos finitos. Com a determinação da carga de frenagem atribuída a cada tambor de freio utilizou-se de uma equação para a determinação de fluxos de calor relacionados a processos de frenagem. Cada valor determinado foi aplicado a uma análise por elementos finitos a fim de se determinar um histórico de temperaturas nodais do tambor de freio, para cada processo de frenagem. De todos os casos analisados, a maior temperatura encontrada está associada a um evento onde o veículo encontra-se num processo de frenagem longa, caracterizada por um intervalo de frenagem de 110 segundos, atingindo-se temperaturas de aproximadamente 800°C na pista de frenagem do componente.

 

The brake’s drums are mechanical components developed to transform kinetic energy of automotive vehicles into heat. In general, brake’s drums are made in cast iron because of high thermal conductivity, high thermal difusivity and low cost of this material. The main objetive of this work is to build a parametric model to be used to determine the thermal cicles in a drum brake by means of simulation of different types of braking process, using FEM methods. The ANSYS 7.0 software has been employed. The heat energy generated by different braking loads were applied to the model in order to produce a history of thermal transients and thermal nodal solutions. With the thermal nodal solutions, a history of loading transients has been generated.

Palavras-chave

Tambores de freio; Análise térmica; Ciclos térmicos.

Drum brakes; Thermal analysis; Thermal cicles.