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Alunos da UFSJ usam plataforma 3D para construir carro de competição

Postado em: 24/03/2019, às 20:05 por Redação

Os alunos dos cursos de engenharia mecânica, elétrica e de produção da Universidade Federal de São João Del-Rei (UFSJ), em Minas Gerais, usaram o software Star CCM+, plataforma de simulação de produtos e designs que opera em condições reais, para projetar a aerodinâmica do carro que competiu na 14ª edição da Fórmula SAE, organizada pela Society of Automotive Engineers.

A solução da Siemens PLM foi essencial para dar ao carro da equipe Del-Racing um diferencial para aumentar o desempenho em pista, a presença de asas aerodinâmicas. "O desenvolvimento do projeto só foi possível devido à utilização do software StarCCM +, no qual fizemos todas as análises de simulações e decisões do projeto", explica André Felipe Moreira, membro do Setor de Aerodinâmica. Em 2018, a equipe teve sua melhor colocação na competição, alcançando do 7º lugar.

Segundo Moreira, essa foi a primeira vez que a equipe investiu no desenvolvimento da parte aerodinâmica do carro. A área que cuida da aerodinâmica é responsável por estudar os fluxos de ar que atravessam o carro durante a prova. Os estudantes devem fazer cálculos para otimizar cada componente do carro e evitar a perda de performance.

A utilização do software Star CCM+ fez parte do desenvolvimento do pacote aerodinâmico. O trabalho começou com análises 2D para determinar a configuração da asa frontal e traseira. Após listarem as variáveis problemáticas do projeto, os alunos realizaram simulações com a ajuda do software, variando dimensões e posicionamento, com a intenção de verificar o melhor design para o projeto. André Moreira detalha que foram realizadas mais de 80 simulações, utilizando como parâmetros técnicos a seleção do perfil, a dimensão de gap, a dimensão de overlap e o parâmetro de ângulo de ataque. "Depois de todas as simulações, encontramos a melhor geometria, que nos oferecia um elevado nível de downforce e uma boa eficiência aerodinâmica", comenta o estudante de engenharia.

O StarCCM+ também entrou no projeto com a sua função pós-processamento. Após a etapa 2D, foi feita uma análise 3D das asas frontais e traseira do carro, processo durante o qual foi possível projetar outros elementos e ter uma aproximação dos resultados reais, já que os projetistas conseguiram observar o fluxo de ar interagindo com os dispositivos.

A solução da Siemens PLM também teve papel importante no último passo do projeto, quando ocorreu uma simulação 3D do carro todo, com um modelo com base no protótipo da equipe. De acordo com André Moreira, "nessa última etapa foi possível fazer uma análise mais profunda da interação entre os dispositivos, os valores das cargas geradas no carro em si e fazer uma comparação com o carro que participou da competição em 2017, quando não tínhamos o pacote aerodinâmico".

A equipe finalizou a parte de projeto com o StarCCM+ em junho de 2018, quando construiu e implementou o protótipo FDR-01. Na última etapa, foram realizadas validações do projeto em pista, momento em que se concluiu que as asas faziam que o tempo de volta diminuísse mais de 4 segundos em comparação com o carro sem as asas. André Moreira comenta que "Essas validações possibilitaram chegar em um valor calculado de coeficientes de arrasto e sustentação, e assim quando comparados com a simulação realizada, apresentou-se uma média de diferença de 11,2 %, uma margem de erro que pode ser justificada por erro de manufatura e outros parâmetros".

A Fórmula SAE

A Fórmula SAE Brasil é organizada pela Society of Automobilistic Engineers desde 2014. A prova consiste em etapas estáticas e dinâmicas, que avaliam a performance do projeto na pista, bem como projeto, custo, e apresentação de marketing. Atualmente, a competição, que teve sua primeira edição patrocinada pelas montadoras americanas General Motors, Ford e Chrysler, em 1981, acontece na Austrália, Itália, Inglaterra, Alemanha, Brasil e Estados Unidos. Além de promover um desafio de conhecimentos entre as equipes, a competição é uma vitrine dos estudantes para as grandes empresas do setor automobilístico.

A Fórmula Del-Racing UFSJ é uma equipe de automobilismo formada por alunos dos cursos de engenharia mecânica, elétrica e de produção da Universidade Federal de São João Del-Rei (UFSJ), em Minas Gerais. A equipe foi criada em 2011, com o intuito de agregar conhecimento à graduação desses estudantes, que são responsáveis por projetar, construir e testar um protótipo através da competição de pequenos carros de alta performance.

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