Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10773/36490
Title: Design of an impact attenuator for Formula Student competition vehicle
Other Titles: Projeto de um atenuador de impacto para veículo da competição Formula Student
Author: Rodrigues, Luís Cunha
Advisor: Fernandes, Fábio António Oliveira
Sousa, Ricardo José Alves de
Keywords: Impact attenuator
Abaqus
Cork
Formula student
Finite Element Method (FEM)
Crashworthiness
Defense Date: 2-Dec-2022
Abstract: Formula Student is a competition that takes place in various countries, where the main objective is to give the various students the opportunity to develop a formula type car, complying with the rules proposed by the competition. Throughout the competition, several tests are performed to evaluate the team in three areas: project, development, and prototype performance. Likewise, several technical inspections of the car are also carried out to ensure the compliance with the rules. Of these inspections one of the components examined is the impact attenuator, whose function is to absorb the impact energy caused by a frontal collision. In this way, the objective of this project was to design, develop and analyse an impact attenuator that complies with the requirements stipulated by the competition. However, instead of using the most common materials in the competition, such as aluminium, polymeric and metallic foam, or carbon fibre composite, the project focused on the premise of presenting an impact attenuator made of cork that was light and easy to produce. The Finite Element Method (FEM) was used to verify the behaviour of the various impact attenuators proposed in the case of a frontal collision, carrying out explicit dynamic analyses with the Abaqus software. To obtain results closer to the reality, compression and traction tests were carried out to characterise the cork agglomerate. In the end the result is an impact attenuator that can be used in Formula Student competition since it complies with the defined rules. The presented impact attenuator shows an average deceleration capacity of 16.53 g and a maximum deceleration value of 39.65 g. In terms of energy absorbed, it was able to absorb 7378 J. The impact attenuator represents a great innovation for the Formula Student. However, in general, the presented crash attenuator with a mass of 1.163 kg is heavier than other crash attenuators used in competition.
A Fórmula Student é uma competição que decorre em vários países, onde o grande objetivo centra-se em proporcionar aos vários estudantes da equipa, a oportunidade de desenvolver um carro do tipo formula, cumprindo as normas propostas pela competição. Ao longo da competição são realizados vários testes que avaliam a equipa em três áreas: no projeto, no desenvolvimento e no desempenho do protótipo. Da mesma forma, também são realizadas várias inspeções técnicas ao carro para garantir o cumprimento das regras. Destas inspeções um dos componentes examinados é o atenuador de impacto, que tem como função absorver a energia de impacto provocado por uma colisão frontal. Deste modo, o objetivo deste projeto foi projetar, desenvolver e analisar um atenuador de impacto que cumpra com os requisitos estipulados pela competição. No entanto, ao invés de utilizar os materiais mais comuns na competição, como por exemplo o alumínio, a espuma polimérica e metálica, ou compósito de fibra de carbono, o projeto focou-se com a premissa de apresentar um atenuador de impacto construído com cortiça que fosse leve e fácil de produzir. Recorreu-se ao Método dos Elementos Finitos (MEF) para verificar o comportamento dos vários atenuadores de impacto propostos no caso de uma colisão frontal, realizando análises dinâmicas explicitas com o software Abaqus. Para obtenção de resultados mais próximos do real comportamento mecânico do material foram realizados ensaios de compressão e de tração a diferentes taxas de deformação para caraterizar o aglomerado de cortiça. No final o resultado é um atenuador de impacto que pode ser usado na competição da Fórmula Student, visto que cumpre com as regras definidas. O atenuador de impacto apresentado revela uma capacidade de desaceleração média de 16.53 g e um ponto máximo de desaceleração de 39.65 g. Em relação à energia absorvida este conseguiu absorver 7378 J. O atenuador de impacto representa uma grande inovação para a Fórmula Student. No entanto, em geral o atenuador de impacto apresentado com a massa de 1.163 kg é mais pesado em relação a outros atenuadores de impacto usados na competição.
URI: http://hdl.handle.net/10773/36490
Appears in Collections:UA - Dissertações de mestrado
DEM - Dissertações de mestrado

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