Page 55 - Revista EAA - Edição 57

A Grede utiliza topologia e análise
de elementos finitos para criar
geometrias precisas de fundidos
que atendam aos casos de carga
e vetores de esforço individuais
onde necessário, efetivamente
reduzindo massa e aumentando
a resistência à fadiga. Na foto, um
jumelo de mola de SiboDur

tância um exame cuidadoso do valor que se entende por redução de massa em razão do delta de densidade do mate-
de custo total da cadeia considerando rial. Contudo, considerando os custos associados às metodologias de adaptação
componente, manufatura e custo total para rolamentos de roda, suportes de pinças de freio e componentes auxiliares,
da integração do subsistema. combinado com o envelope de desenho final necessário para acomodar o mate-
Isto dito, é crítico entender as im- rial menos resistente, é comum fabricantes terem tido aumento de custos para
plicações do envelope de projeto dis- compensar as ineficiências de projeto.
ponível que tipicamente cresce para
acomodar materiais de densidade mais SiboDur cuida das cargas
baixa, como o alumínio, de módulo de Veículos comerciais são sujeitos a uma variedade de cargas, ambientes operacio-
Young mais baixo. nais e condições térmicas, que incluem elevado cisalhamento e flexão (devido à
Por exemplo, uma manga de eixo massa do veículo e à elevada carga transportada), torção (causada por pisos irre-
de alumínio, originalmente fundida gulares, como ao colocar uma roda numa guia de calçada), carga lateral (curvas)
em molde sob pressão, ser feita de ma- e cargas para frente e para trás (resultantes da aceleração/desaceleração). Na prá-
terial mais denso como o ferro fundido tica, esses eventos ocorrem em combinação com efeitos dinâmicos e transientes
dúctil GJS450: o envelope de desenho dentro de uma ampla faixa de condições térmicas e ambientais.
e a seção transversal ficando compara- Tipicamente, a estrutura de um veículo comercial será projetada de modo
tivamente menores, os ganhos adicio- que sob a pior condição de carga imaginável, continuará a haver um fator de
nais de redução do envelope e aprovei- segurança baseado numa resistência cedente de 1,5. Esse fator é comum e geral-
tando a integração adicional, fundida, mente adequado para resguardar falhas por fadiga; contudo, cálculos de fadiga
dos componentes de ancoragem do ainda são usados onde efeitos de concentração de tensão venham provavelmente
freio e dos itens de adaptação da torre a ser significativos. Na prática, o projeto de veículos normalmente é governado
do amortecedor, antes componentes por requisitos de rigidez em vez de níveis máximos de tensão permitidos.
aparafusados, mostra que esta manga Para maximizar a capacidade do SiboDur sob essas condições, a Grede utili-
de eixo poderá ser feita em uma peça za topologia a análise de elementos finitos para criar geometria de fundição que
única de ferro fundido dúctil de ulta- faça coincidir casos individuais de carga e vetores de esforço de tensão exatamen-
-alta resistência. te onde necessários, efetivamente reduzindo massa e aumentando a resistência
A peça de alumínio precisou de à fadiga.
um envelope de desenho muito maior Fabricantes de caminhões no mundo inteiro estão usando, desenvolvendo e
para compensar o módulo de Young testando o SiboDur em uma variedade de componentes nos programas de veí-
das opções de material e certamente culos atuais e futuros. Esses incluem peças críticas de segurança com requisitos
uma compensação para a menor rigi- de alta tensão e torque como mangas de eixo, eixos, braços de controle, cubos,
dez do alumínio foi necessária nesta discos de freio, coxins de motor, árvores de manivelas e braços de suspensão.
aplicação. Comparando, o custo total O SiboDur foi desenvolvido pela George Fischer Automotive AG, da Suíça.
pode ser menor utilizando material A Grede possui licença exclusiva para utilização da liga nos Estados Unidos. Além
mais resistente como o SiboDur 700- da indústria de veículos comerciais, a empresa planeja também fornecer fundidos
10 para produzir uma peça melhor, de baseados em SiboDur para automóveis, picapes e aplicações industriais. n
produção mais fácil e de menor massa.
*Este artigo é baseado no trabalho técnico 2013-01-2419 da SAE International escrito por Jeffrey W.
Basicamente, o alumínio oferece o Nichols, diretor de Desenvolvimento de Negócios da Grede Holdings, LLC.
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