AVALIAÇÃO ESTRUTURAL DO QUADRO E BRAÇO OSCILANTE DE UM MOTOCICLO ELÉTRICO

Abstract

The principal goal of this project was to meet AJP's need to develop its first electric motorcycle. Thus, it demanded a completely different structure from the models that the brand had already created since the components of the electric motorcycle have a different layout from the combustion ones.Moreover, this project was defined to simulate, evaluate, and approve the design solutions according to the vehicle application. Two different structural components were studied: the swingarm and the chassis. Aiming to confirm both components' geometry, material, and manufacturing procedures, the loads and boundary conditions were defined.The electric model was developed for urban utilization. Thus, the tests performed took in regard the respective environment conditions. It was considered extreme operating situations to guarantee the vehicle's viability, such as: accounting of a safety factor applied to the motorcycle's mass and considering an impact situation with the vehicle at high speed.The different software utilized for the development of this project includes the Solidworks 2020, for the 3D CAD modeling, and the ADINA, for the simulations using the finite element method.For the elaboration of this study, the geometry of both components was provided by the company, so the components could be tested to evaluate their viability. Both geometries required some modifications so they could be properly tested.Moreover, the project under analysis allowed to identify the critical points of the components, in order make possible further optimizations.

Este trabalho teve como objetivo responder à necessidade da AJP de desenvolver o seu primeiro motociclo elétrico. Para isso, era necessária uma estrutura totalmente diferente dos restantes modelos desenvolvidos pela marca, visto que a disposição dos componentes de um motociclo elétrico é totalmente diferente dos convencionais modelos a combustão.Além disso, este projeto foi elaborado no sentido de simular, avaliar e validar as soluções de design desenvolvidas em função do tipo de utilização que o motociclo irá ter. Neste projeto foram estudados dois componentes da estrutura do motociclo elétrico, nomeadamente, o braço oscilante e o quadro. Para ambos os componentes, foram definidas as cargas e as condições de fronteira, de forma a validar as suas geometrias, os materiais e os processos de fabrico selecionados. O motociclo foi desenvolvido com o intuito de ser utilizado em ambiente urbano. Assim, os testes realizados tiveram em consideração as características de utilização neste tipo de ambiente. Para garantir a fiabilidade do veículo, foram aplicadas situações críticas do seu funcionamento, tais como: a utilização do fator de segurança aplicada à massa do veículo e a consideração de uma situação de impacto num obstáculo a alta velocidade.Os vários desenvolvimentos pretendidos foram realizados, quanto à modelação 3D, no Solidworks 2020 e quanto à simulação segundo o método dos elementos finitos, pelo ADINA.Para a realização deste projeto, as geometrias de ambos os componentes foram disponibilizadas pela empresa, de forma a serem testadas para verificar a sua viabilidade. Para ambos, foi necessário realizar alguns ajustes, de modo a permitir esta testagem.A execução deste projeto permitiu conhecer os pontos críticos dos dois componentes, de modo a identificar possíveis otimizações necessárias.