Projeto mecânico e análise computacional de um mecanismo com eixo para acoplamento de veículos de propulsão humana em automóveis, visando testes dinâmicos de eficiência energética em esportes e mobilidade urbana

Abstract

Este trabalho trata do projeto de um dispositivo desenvolvido no intuito de acoplar veículos de propulsão humana, tais quais bicicletas, triciclos, quadriciclos e similares em veículo automotor, via pino-bola. O comportamento dinâmico do veículo de propulsão humana pode ser registrado, via célula de carga, em procedimentos experimentais de reboque, coletando dados úteis aos desenvolvimentos desportivos ou de mobilidade urbana. Dessa forma, variáveis como forças de arrasto aerodinâmico, resistência à rolagem, condições de pavimento, trajetória, velocidades e carregamentos, poderão ter dados coletados para análise de particularidades, visando projetos de maior eficiência energética no uso dos veículos. Para isso, neste trabalho, realiza-se o dimensionamento de um mecanismo com eixo de tracionamento para acoplamento de bicicleta em veículo automotor, projetado a partir de estimativas físicas dos carregamentos mecânicos a que estará sujeito cada membro do sistema, e de uma modelagem analítica com base nas equações e conceitos tradicionais da resistência dos materiais. Em seguida é gerada uma planta em desenho técnico de cada componente e passa-se a realização de uma análise computacional numérica, por elementos finitos, de cada peça em 3D, afim de validar os elementos e construir o protótipo. O trabalho, que é concluído com a execução do mecanismo, possibilita a realização de medições precisas e é capaz de abrir uma grande gama de possibilidades para experimentos mecânicos de natureza dinâmica também em outros veículos, tendo demonstrando resultado satisfatório no desempenho destas funções.