O QUE É UMA SIMULAÇÃO MULTICORPOS
Atualmente na engenharia é comum encontrar ferramentas computacionais aplicadas ao desenvolvimento de um produto final, de forma a auxiliar seu projeto base em termos de refinamento ou mesmo realizar a criação visual de sua geometria. Dentre essas ferramentas estão as análises metodológicas de, por exemplo, Elementos Finitos e Multicorpos.
Uma simulação multicorpos geralmente retrata o comportamento de um dado mecanismo, um conjunto de elementos rígidos ou flexíveis unidos por juntas com intuito de transmitir movimento de forma específica, sob a ação de forças. Abrange os âmbitos de dinâmica e cinemática.
Dentre os mais famosos programas de CAE, um que se destaca por sua aplicabilidade nos subsistemas veiculares é o MSC Adams®, especificamente o seu módulo e pós-processador Adams/Car®. Outros como CarSim®, Lotus®, Susprog3D®, OptimumKinematics®, entre outros, desempenham papel semelhante com outras funções ou limitações.
Assim como qualquer outro recurso utilizado através de uma máquina, uma análise em MBD é função da qualidade do operador, não só de seu conhecimento teórico sobre o assunto, mas também do funcionamento do programa em uso. Dessa forma, já parou para pensar como tais softwares realizam uma análise da qualidade do curso de suspensão por exemplo?
Nesta primeira postagem faremos uma introdução bem simplificada a fim de rever alguns conceitos chaves, com uma explicação sob a ótica de uma análise de bumpsteer, o esterçamento involuntário induzido pelo movimento vertical da roda. O método será o de Três Pontos.
Figura 1: Figura Esquemática de uma SLA
Na Figura 1 acima vê-se uma suspensão do tipo Duplo A – SLA representada de maneira unifilar e com suas ancoragens indicadas por letras. Ao lado está um sistema de coordenada referencial. Para uma análise de curso, obviamente haverá encurtamento do vetor IJ, bem como incremento das coordenadas verticais dos pontos sem restrição de translação pura. A magnitude do curso é geralmente um parâmetro de entrada do usuário o que define, em conformidade com a razão de instalação, a defasagem de comprimento do vetor IJ.
Para gerar o gráfico de bumpsteer, um eixo já está facilmente definido.
O outro segue uma análise de posição muito simples, de forma vetorizada. O posicionamento estático, sob coordenada numérica X, Y, Z, também é função entrada do utilizador e o variante é dado por vetores relativos como DF e AE, seguindo o caminho até pontos imóveis.
Lembrando que um vetor é indicado de forma matricial com coluna ou linha única, com dados axiais relativos e espaciais à origem de referência adotada previamente. Sendo um vetor genérico definido então pelas projeções nos eixos X,Y,Z:
R=Px Py Pz
Um vetor relativo é dado por:
R1-2=R1-R2 ≡R2-1=R2-{R1}
Por fim, os vetores são planificados em XY, zerando a componente em Z e obtendo a projeção de vetores em um dado instante de curso, como a análise se trata de bumpsteer o eixo é o mesmo que indica o centro de rotação da roda, o vetor GH. Resta então recursos geométricos para descobrir em uma altura do curso o esterçamento involuntário obtido, dada a equação abaixo:
cos δ=RGH ⋅ {RGH2}RGHRGH2
Figura 2: Vetorização do Eixo
A ideia é essa, de forma mais simplificada para quem nunca teve contato conseguir ter uma noção inicial e, por curiosidade, buscar o aprofundamento também nas análises de velocidade, aceleração e forças.
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Muito boa a abordagem galera. Parabéns!