Projeto de um centro de roda para veículo de competição

A presente tese surgiu da cooperação entre a empresa Semog Racing e o Instituto Superior de Engenharia do Porto, no âmbito da unidade curricular de DPEST, englobado no 2º ano do Mestrado de Engenharia Mecânica, ramo de Construções Mecânicas. Esta dissertação tem como objetivo principal, o projeto de um novo centro de roda para substituir o existente num veículo de competição da Semog Racing. Este centro deverá ser dimensionado para suportar o peso do veículo e os esforços transmitidos à roda. Pretende-se igualmente que o novo modelo apresente um design apelativo e um baixo custo de produção para poder vir ser a comercializado. Na primeira fase, será estudado o centro de roda original fornecido pela Semog Racing. Este estudo engloba a modelação do componente através do software SolidWorks® e uma fase de simulações para diferentes condições de carregamento. O estudo será complementado com a realização de ensaios experimentais para validação do modelo numérico. A segunda fase é dedicada ao desenvolvimento do novo modelo de centro de roda, focando as características mecânicas e o design. Este tem como base o estudo numérico realizado para a roda original, tendo sempre como objetivo final garantir que o novo centro de roda cumpra todos os requisitos. O caminho seguido no processo de otimização é suportado em simulações numéricas pelo método dos elementos finitos, o qual permite aferir quais os pontos críticos a corrigir. No final, será apresentado um novo modelo de centro de roda capaz de suportar as cargas previstas de serviço, que apresente um baixo custo de fabrico e design apelativo.

This thesis arose from the cooperation between the company Semog Racing and ISEP, within the MSc Thesis, clustered in the 2nd year of the Master of Mechanical Engineering in Mechanical Constructions. This dissertation aims to develop a new wheel center to replace the existing wheel in a Semog Racing competition vehicle. The design of this center should be account for the weight of the vehicle and the forces transmitted to the wheel. It is intended that this new model presents an appealing design, as well as, a low-cost production so it can be marketed. In a first stage, the wheel supplied by Semog Racing was studied. This study include modeling the component, using SolidWorks® software, and simulations for different loading conditions. The study will be complemented by carrying out experimental tests to validate the numerical model. The second phase will be devoted to the design of the new wheel center focusing on its mechanical characteristics. This development is based on the numerical study for the original wheel, having as final goal getting a new wheel center that meets all requirements. The path followed in the optimization process is supported by numerical simulations using the finite element method, which allows to correct the critical points. Finally, a new model of wheel center capable of supporting service loads with low cost of manufacture and attractive design will be presented.