| dc.contributor.advisor | Diordinis Metzka Lanzanova, Thompson | |
| dc.creator | Rodrigues, Juliano Marques | |
| dc.date.accessioned | 2024-01-11T12:18:00Z | |
| dc.date.available | 2024-01-11T12:18:00Z | |
| dc.date.issued | 2023-12-13 | |
| dc.date.submitted | 2023-12-13 | |
| dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/31102 | |
| dc.description.abstract | The safety of commercial vehicles and baja SAE vehicles designed by students significantly relies on brake systems. As part of a project conducted by the Technology Center (CT) at the Federal University of Santa Maria (UFSM), Bombaja focuses on researching, designing, and sizing a single-seater OFF-ROAD prototype, including its brake system. The fundamental principle of braking dynamics involves converting the vehicle's kinetic energy into heat, dissipated through brake discs. However, the potential for brake systems to reach high temperatures poses a risk to their functionality, potentially leading to reduced braking efficiency, thermal fatigue, and brake fluid evaporation. Therefore, this project aims to analyze the thermal behavior of a front brake disc in the BJ20 prototype, comprehensively understanding the system's thermal dissipation and studying heating and cooling curves during vehicle use. This study proposes a thermal performance analysis of three brake disc geometries of a Baja SAE vehicle, using analytical, numerical (via the ANSYS finite element software), and experimental methods. These three geometries, made of two different materials (SAE 1045 steel and 304 stainless steel), were compared. Initially, a literature review on various brake types, braking dynamics, and heat generation/dissipation was conducted. Subsequently, analytical calculations for braking dynamics and heat transfer parameters were obtained. The analysis procedures included emergency braking on high-friction surfaces, twenty consecutive braking cycles on high-friction surfaces, and an endurance test on low-friction surfaces. Analytical data were compared with numerical simulations, and real temperatures of the brake disc during physical testing on tracks were recorded. Comparing materials revealed better performance of discs made from SAE 1045 steel, exhibiting lower maximum temperatures due to higher thermal conductivity compared to 304 stainless steel. Regarding geometries, the BJ15 disc showed superior thermal performance, while the BJ14 disc recorded the highest temperatures. | eng |
| dc.language | por | por |
| dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
| dc.rights | Acesso Aberto | por |
| dc.subject | brakes | eng |
| dc.subject | brake discs | eng |
| dc.subject | braking dynamics | eng |
| dc.subject | finite elements | eng |
| dc.subject | thermal analysis | eng |
| dc.subject | análise térmica | por |
| dc.subject | dinâmica de frenagem | por |
| dc.subject | discos de freio | por |
| dc.subject | elementos finitos | por |
| dc.subject | freio | por |
| dc.title | Dinâmica de frenagem e análise do comportamento térmico de discos de freio BAJA SAE | por |
| dc.title.alternative | Braking dynamics and thermal behavior analysis of BAJA SAE brake discs | eng |
| dc.type | Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação | por |
| dc.degree.local | Santa Maria, RS, Brasil. | por |
| dc.description.resumo | A segurança de veículos comerciais e veículos baja SAE projetados por
estudantes depende significativamente dos sistemas de freio. Nesse sentido,
como parte de um projeto conduzido pelo Centro de Tecnologia (CT) da
Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), a Bombaja se dedica à
pesquisa, projeto e dimensionamento de um protótipo monoposto OFF-ROAD,
incluindo o sistema de freios. O princípio de funcionamento básico de dinâmica
de frenagem consiste em converter a energia cinética do veículo em energia
térmica, dissipando-a nos discos de freio. No entanto, a possibilidade de o
sistema de freios atingir altas temperaturas representa um risco para o seu
funcionamento, podendo resultar na perda de eficiência de frenagem, fadiga
térmica e evaporação do fluido de freio. Dessa forma, o presente projeto tem
como objetivo analisar o comportamento térmico de um disco de freio dianteiro
do protótipo BJ20, a fim de compreender de forma mais aprofundada a
dissipação térmica do sistema e estudar as curvas de aquecimento e
resfriamento durante a utilização do veículo. Este trabalho propõe fazer uma
análise térmica de três geometrias de discos de freio de um veículo baja SAE,
através de método analítico, método numérico por meio do software comercial
de elementos finitos ANSYS e pelo método experimental. As três geometrias
analisadas foram comparadas com base em dois materiais diferentes, o aço
SAE 1045 e aço inoxidável 304. Primeiramente buscou-se fazer uma revisão
bibliográfica a respeito dos diferentes tipos de freio e da dinâmica de frenagem,
assim como da geração e dissipação de calor. Após, calculos analíticos da
dinâmica de frenagem e parâmetros da transferência de calor foram obtidos.
Os procedimentos de análise foram referentes a uma frenagem de emergência
em pista de alto atrito, 20 ciclos consecutivos de frenagem em pista de alto
atrito e um teste em pista de enduro no baixo atrito. Os dados analíticos foram
comparados com os dados numéricos e, por fim, em pista, foram coletadas as
temperaturas reais em que o disco de freio atingiu experimentalmente.
Comparando os materiais percebeu-se o melhor desempenho dos discos
fabricados em aço SAE 1045, visto que apresentou menor temperatura máxima
por possuir uma maior condutividade térmica comparada ao aço inoxidável
304. Analisando geometrias, o disco que possuiu melhor desempenho térmico
foi o disco do BJ15 enquanto o disco que atingiu as maiores temperaturas foi o
disco do BJ14. | por |
| dc.publisher.country | Brasil | por |
| dc.publisher.initials | UFSM | por |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA | por |
| dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |
