Desenvolvimento, simulação e otimização de um chassi automóvel tubular.

Abstract

A Adamastor é uma marca portuguesa de carros desportivos, que deu origem ao primeiro protótipo com o nome de código P003RL.A hipótese de desenvolver o chassi apresentado nesta tese surgiu devido ao conhecimento adquirido pela Adamastor durante a criação do seu primeiro carro. A empresa, ao disponibilizar os seus recursos e conhecimentos alcançados durante os primeiros anos de existência, tornou possível o trabalho conjunto com a Universidade de Coimbra, que se apresenta nesta dissertação de mestrado.O objetivo primordial deste trabalho é desenvolver o chassi coupé, utilizando a versão spyder já produzido pela empresa como ponto de partida, mas a intenção também passa por melhorar as suas características dinâmicas, de modo a obter uma melhor performance do veículo. A otimização da rigidez torsional e do peso do chassi tubular foi executado com a ajuda de um software próprio de simulação, com a finalidade de produzir um veículo capaz de competir com os concorrentes de mais alto nível do mercado atual.Este trabalho expõe as principais técnicas utilizadas para aumentar a rigidez de um chassi tubular e explica o impacto que uma estrutura com baixa rigidez torsional tem na transferência de massas da carroçaria e, consequentemente, na aderência do veículo à estrada.No final, o trabalho de otimização contou com mais de 170 simulações, em que se apresentam em pormenor as principais alterações efetuadas, tais como todas as considerações tomadas que permitiram aumentar a rigidez torsional do chassi em 155%, com um aumento de apenas 5% do seu peso, em relação à primeira iteração.O resultado culminou em duas versões coupé, uma de estrada e uma de competição, que tem incorporado um roll-cage construído segundo a regulamentação da FIA.

Adamastor is a Portuguese brand of sports cars, which originated the first prototype with the code name P003RL.The hypothesis of developing the chassis presented in this thesis arose due to the knowledge acquired by Adamastor during the creation of his first car. The company, by making available its resources and knowledge obtained during the first years of existence, made possible the joint work with the University of Coimbra, which is presented in this dissertation.The main objective of this work is to develop the coupe chassis, using the spyder version already produced by the company as a starting point. The intention is also to improve its dynamic characteristics, in order to further increase the performance of the vehicle. The optimization of the torsional stiffness and the weight of the tubular chassis was executed with the help of its own simulation software, in order to produce a vehicle capable of competing with the highest level competitors in the market today.This paper presents the main techniques used to increase the rigidity of a tubular chassis and explains the impact that a structure with low torsional stiffness has on the mass transfer of the bodywork and, consequently, the adhesion of the vehicle to the road.In the end, the optimization work relied on more than 170 simulations, in which the main alterations are presented in detail, such as all the considerations that were taken into account to allow a 155% increase in torsional rigidity of the chassis, with an increase of only 5% of its weight, relative to the first iteration.The result culminated in two versions of the coupe, one for road use and one for competition use, which has incorporated a roll-cage constructed according to the FIA regulation.