AVALIAÇÃO DA ESTABILIDADE LATERAL EM CONJUNTOS DE VEÍCULOS DE CARGA RUBEM PENTEADO DE MELO

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1 AAIAÇÃO DA ESTABIIDADE ATERA EM COJUTOS DE EÍCUOS DE CARGA RUBEM PETEADO DE MEO 004

2 RUBEM PETEADO DE MEO AAIAÇÃO DA ESTABIIDADE ATERA DE COJUTOS DE EÍCUOS DE CARGA Diertação apreentada oo requiito de avaliação no uro de Metrado e Engenaria Meânia da PUC-PR Orientador: Prof Dr ilon Barbieri Co-Orientador: Prof Dr Renato Barbieri CURITIBA 004

3 TERMO DE APROAÇÃO RUBEM PETEADO DE MEO AAIAÇÃO DA ESTABIIDADE ATERA EM COJUTOS DE EÍCUOS DE CARGA Diertação aprovada oo requiito parial para obtenção do grau de Metre no Curo de Metrado e Engenaria Meânia, Prograa de Pó-Graduação e Engenaria Meânia, do Centro de Ciênia Exata e de Tenologia da Pontifíia Univeridade Católia do Paraná, pela eguinte bana exainadora: Preidente: Prof Dr ilon Barbieri Orientador Curo de Engenaria Meânia PUCPR Prof Dr Renato Barbieri Co-orientador Curo de Engenaria Meânia PUCPR Prof Dr auro Céar iolazzi Departaento de Engenaria Meânia CTC - USC Prof Dr Roberto Dalledone Maado Curo de Engenaria Meânia PUCPR Curitiba, 0 de julo de 004

4 A ina Epoa Daiy e eu filo Rodrigo e Carolina, pelo aor, aizade e apoio; Ao eu Pai e ina Mãe; pelo exeplo de vida; OEREÇO Ao eu Pai, Prof Rube de Melo; DEDICO

5 AGRADECIMETOS Meu agradeiento ao eu orientador, Prof ilon Barbieri, e o qual não eria poível para i onluir ee trabalo Agradeço tabé a todo o Profeore do Metrado da PUC-PR pelo etudo e reflexõe deenvolvido e a todo o que olaborara na bua pela literatura exitente obre o aunto À intituiçõe, teno a agradeer, iniialente, a eprea Trante Engenaria e Inpeção S/C wwwtranteobr e ao OSCIP Intituto de Pequia, Inovação e Deenvolviento Sutentável e Tranporte - IDT, pelo apoio e uporte ao trabalo deenvolvido Tabé ao repreentante do fabriante Bernard Krone do Brail, Pierino Gotti Indutria de Ipleento Rodoviário, Metalúrgia Patre e oa do Brail pela inforaçõe e ateriai neeário ao deenvolviento do etudo e da tranportadora antroba e Ti Tranporte pelo eprétio do veíulo avaliado inalente, a PUC-PR pela oportunidade e infra-etrutura diponibilizada para o deenvolviento dete trabalo

6 SUMÁRIO ISTA DE SÍMBOOS v ISTA DE IGURAS viii RESUMO xi ABSTRACT xii ITRODUÇÃO Tranporte Rodoviário de Carga eíulo para o Tranporte de Carga Critério Ténio para Contrução de Rodovia e ua relação o o tipo de veíulo 4 Carteira de abilitação do otorita e ua relação o o tipo de veíulo 4 5 A Evolução do veíulo para o Tranporte de Carga 5 Caraterítia epeífia de Conjunto de eíulo de Carga 9 Critério para Avaliação da Etabilidade ateral de eíulo 8 Aidente Típio 9 Objetivo 5 MODEAMETO MATEMÁTICO DOS CC Referenial Teório Modelaento ateátio 9 Análie Cineátia: 9 Modelaento do Bi tre Equaçõe do Moviento para o Bi-tre Para o veíulo trator Para o prieiro ei reboque Para o egundo ei reboque 4 4 Equaçõe gerai do onjunto de veíulo 8 5 Siulação Dinâia 4 Modelaento do Rodotre 5 5 Equaçõe do Moviento 5 Para o veíulo trator 5 Para o prieiro ei reboque

7 5 Para o dolly interediário 8 54 Para o egundo ei reboque 8 55 Siulação Dinâia 50 alidação do Modelo Mateátio 5 AAIAÇÃO DOS CC 55 Equipaento para avaliação do Conjunto de eíulo 55 4 RESUTADOS E DISCUSSÃO 4 Reultado da Análie Mateátia 4 Coparativo na ondição arregado, a 0 k/ 4 Coparativo na ondição vazio, a 0 k/ 4 Coparativo na ondição o ei-reboque vazio e o arregado, a 0 k/ 5 44 Avaliação do onjunto Rodotre alterando-e o opriento do Dolly Interediário 45 Coparativo na ondição arregado, a 0 k/, entrada enoidal 8 4 Coparativo na ondição vazio, a 0 k/, entrada enoidal 9 4 Coparativo na ondição o ei-reboque vazio e o arregado, a 0 k/, enoidal 48 Coparativo entre Bi-tre e Rodotre e veloidade de 0 k/ a 90 k/ 49 A quetão da intabilidade do onjunto Rodotre4 4 Avaliação de u CC o o equipaento SkySafe Cargo 5 4 Reultado obtido 8 5 COCUSÕES E RECOMEDAÇÕES 80 5 Conluõe80 5 Reoendaçõe8 REERÊCIAS BIBIOGRÁICAS 84 GOSSÁRIO 8 AEXO 8 AEXO 05 AEXO 09

8 ISTA DE SÍMBOOS a a α j - etor Aeleração - Ditânia do prieiro eixo do prieiro veíulo até eu entro de gravidade - Ângulo de deriva lip angle b b δ i g I0 I I I - Ditânia do egundo eixo do prieiro veíulo até eu entro de gravidade - Ditânia do tereiro eixo do prieiro veíulo até eu entro de gravidade - Ditânia do entro do engate do egundo veíulo até eu entro de gravidade - Ditânia do entro do engate do tereiro veíulo até eu entro de gravidade - Ditânia do entro do engate do quarto veíulo até eu entro de gravidade - Ângulo de eterçaento do pneu teer angle - Ângulo genério - orça lateral no eixo i - Aeleração da Gravidade - Ditânia do aoplaento 5 a -roda do prieiro veíulo até eu entro de gravidade - Ditânia do aoplaento engate do dolly até o entro de ua 5 a -roda - Moento de Inéria do prieiro veiulo veíulo-trator - Moento de Inéria do egundo veíulo - Moento de Inéria do tereiro veíulo - Moento de Inéria do quarto veíulo - Ditânia do prieiro eixo do egundo veíulo até ua artiulação - Ditânia do egundo eixo do egundo veíulo até ua artiulação v

9 4 i Si Ti u u v v - Ditânia do prieiro eixo do tereiro veíulo até ua artiulação - Ditânia do egundo eixo do tereiro veíulo até ua artiulação - Ditânia do prieiro eixo do quarto veíulo até ua artiulação - Ditânia do egundo eixo do quarto veíulo até ua artiulação - Maa do prieiro veiulo veíulo-trator - Maa do egundo veíulo - Maa do tereiro veíulo - Maa do quarto veíulo - orça ertial no eixo i - Ditânia do entro do engate do egundo veíulo até o entro do aoplaento o o tereiro veíulo - Ditânia do entro do engate do tereiro veíulo até o entro do aoplaento o o quarto veíulo - orça tranveral no aoplaento i - orça longitudinal no aoplaento i - eloidade na direção do vetor i - Derivada prieira da veloidade na direção do vetor i e relação ao tepo - etor veloidade - eloidade na direção do vetor j - Derivada prieira da veloidade na direção do vetor j e relação ao tepo - eloidade Angular do onjunto - Derivada prieira da veloidade angular e relação ao tepo - Ângulo de Inlinação entre o prieiro e o egundo veíulo vi

10 - Derivada prieira e relação ao tepo do Ângulo de Inlinação entre o prieiro e o egundo veíulo - Derivada egunda e relação ao tepo do Ângulo de Inlinação entre o prieiro e o egundo veíulo - Ângulo de Inlinação entre o egundo e o tereiro veíulo - Derivada prieira e relação ao tepo do Ângulo de Inlinação entre o egundo e o tereiro veíulo - Derivada egunda e relação ao tepo do Ângulo de Inlinação entre o egundo e o tereiro veíulo - Ângulo de Inlinação entre o tereiro e o quarto veíulo - Derivada prieira e relação ao tepo do Ângulo de Inlinação entre o tereiro e o quarto veíulo - Derivada egunda e relação ao tepo do Ângulo de Inlinação entre o tereiro e o quarto veíulo vii

11 ISTA DE IGURAS TABEA - Evolução da Ditribuição do Modal no Brail 950 a 995 % IGURA - IGURA - IGURA - IGURA 4 - IGURA 5 - IGURA - IGURA - IGURA 8 - IGURA 9 - Conjunto de eíulo de Carga do tipo Bi-tre Conjunto de eíulo de Carga do tipo Rodotre8 Aidente o Conjunto do tipo Bi-tre na Rodovia BR- Aidente o Conjunto do tipo Bi-tre na Serra da Arara4 Sitea de Referênia0 Ilutração do Modelo Bi-tre Modelo Bi-tre Dienõe prinipai eíulo-trator Prieiro ei-reboque IGURA 0 - Segundo ei-reboque4 IGURA - Ângulo de eterçaento e ângulo de deriva IGURA - Ilutração do eterçaento e fora de degrau4 IGURA - Ilutração do eterçaento e fora enoidal4 IGURA 4 - Ilutração do odelo Rodotre5 IGURA 5 - Modelo Rodotre Dienõe prinipai IGURA - eíulo trator Rodotre IGURA - Prieiro ei-reboque Rodotre IGURA 8 - Dolly interediário8 IGURA 9 - Segundo ei-reboque Rodotre 9 IGURA 0 - Repota lateral para eterçaento de entrada - Jindra5 IGURA - eloidade lateral do trator5 viii

12 IGURA - Ângulo de inlinação do ei-reboque5 IGURA - Ângulo de inlinação do reboque dolly 54 IGURA 4 - Ângulo de inlinação do reboque54 IGURA 5 - Diagraa do Sitea SkySafe Cargo5 IGURA - Sitea SkySafe Cargo Siplifiado58 IGURA - oto do Módulo do Aelerôetro0 IGURA 8 - Ilutração da tela do Software SkySafe Cargo IGURA 9 - Aeleração ateral Conjunto Bi-tre - Carregado IGURA 0 - Aeleração ateral Conjunto Rodotre - Carregado IGURA - Aeleração ateral Conjunto Bi-tre azio 4 IGURA - Aeleração ateral Conjunto Rodotre azio 4 IGURA - Conjunto Bi-tre na ondição º ei-reboque vazio e º Carregado5 IGURA 4 - Conjunto Rodotre na ondição º ei-reboque vazio e º Carregado IGURA 5 - Conjunto Rodotre arregado reduzindo-e o opriento do Dolly interediário IGURA - Aeleração ateral Conjunto Bi-tre arregado Senoidal8 IGURA - Aeleração ateral Conjunto Rodotre arregado Senoidal8 IGURA 8 - Aeleração ateral onjunto Bi-tre vazio Senoidal9 IGURA 9 - Aeleração ateral onjunto Rodotre vazio Senoidal0 IGURA 40 - Aeleração ateral onjunto Bi-tre, º ei-reboque vazio e º arregado Entrada Senoidal IGURA 4 - Aeleração ateral onjunto Rodotre, º ei-reboque vazio e º arregado Entrada Senoidal IGURA 4 - Coparativo Bi-tre Entrada e Degrau eloidade ix

13 IGURA 4 - Coparativo Bi-tre Entrada e Senoidal eloidade IGURA 44 - Coparativo Rodotre Entrada e Degrau eloidade IGURA 45 - Coparativo Rodotre Entrada Senoidal eloidade4 TABEA - Autovalore do Sitea para o Rodotre5 IGURA 4 - Conjunto do tipo Bi-tre enaiado e 4 de abril de 004 IGURA 4 - Detale do Aelerôetro no veíulo-trator IGURA 48 - Detale do Aelerôetro no º ei-reboque IGURA 49 - Detale do otebook na abine, para arazenage do dado IGURA 50 - Gráfio de Aeleraçõe laterai Rota 8 IGURA 5 - Gráfio de Aeleraçõe laterai Rota 9 IGURA 5 - Gráfio de Aeleraçõe laterai Rota 9 x

14 RESUMO E 998 a Reolução 8/98 do COTRA - Conelo aional de Trânito, autorizou a irulação de Cobinaçõe de eíulo de Carga - CC Devido a ua aior apaidade de arga oparado o onjunto onvenionai de Cainão-tratorei-reboque, o volue de CC e irulação reeu rapidaente, prinipalente o aado Bi-tren e Rodotren Coprovadaente repreentante de ua evolução do veíulo de arga pelo gano de produtividade que proporiona ao tranportadore e pelo benefíio direto e indireto à nação atravé da redução do uto o o tranporte de eu produto, ee onjunto preia er obervado ob a ótia de ua araterítia de dirigibilidade e egurança e o ipato que o auento do volue de CC e irulação pode auar na etatítia de aidente Devido a quantidade de artiulaçõe ee onjunto etão ujeito a fenôeno epeífio que afeta ignifiativaente ua dirigibilidade Dentre ele o ai relevante é a "Aplifiação Traeira" Trata-e do auento do deloaento lateral da últia unidade quando oparado o o deloaento lateral da unidade tratora durante urva e anobra evaiva E oneqüênia dea aplifiação a unidade traeira é ubetida a aeleraçõe laterai aiore, podendo vir a tobar e levar onigo todo o onjunto U etudo para deterinação da razão da Aplifiação Traeira do prinipai tipo de CC é pré-requiito para a neeária evolução/orreção do projeto de veíulo de arga, rodovia, inalização viária e na foração de ondutore Ete foi o objetivo dete trabalo xi

15 xii ABSTRACT In 998 te Reolution 8/98 of COTRA ational Counil of Traffi, autorized te tranit of Cargo eile Cobination - CC Beaue teir ajor apaity of freigt oparate wit onventional obination truk-trator ei-trailer, te nuber of CC in road grow up rapidly, ainly te type Bi-train and Rodotrain Certainly repreentative of a argo veile evolution beaue te inreae of produtivity tat provide to te freigt fir and by te diret and indiret good to te ountry troug te dereae of te produt tranportation ot, tee veile obination ut be oberver about teir arateriti of andling and eurity and te ipat tat de inreae of CC in te road an ave in te tatiti of ra Beaue te nuber of artiulation, tee obination ave peifi penoenon tat affet teir andling Aong te te ut iportant i te Rearward Aplifiation It i te inreae of lateral diplaeent of te lat veile wen oparated wit te lateral diplaeent of te trator veile in urve and evaive aneuver In onequent of ti rear aplifiation, te lat unit i expoed to iget lateral aeleration, and an rollover, taking wit it te anoter veile of obination A tudy for te deterination of te rate of ti aplifiation for te ainly type of CC i neeary to te evolution/orretion of veile deign, road deign, traffi ign and driver oure Ti wa te objetive of ti work xii

16 ITRODUÇÃO Tranporte Rodoviário de Carga O prinipal eio de tranporte de arga no Brail é o rodoviário Por ua ala rodoviária de aproxiadaente, ilõe de quilôetro e por,5 ilõe de veíulo irula era de % de toda produção naional Segundo dado do SETCERGS Sindiado da Eprea Tranportadora de Carga do Rio Grande do Sul, o egento é reponável por,4 % do Produto Interno Bruto e u faturaento anual de U$,8 bilõe de dólare [] A partiipação do tranporte rodoviário de arga não é aior oente no Brail a Europa e no Etado Unido o odal rodoviário tabé upera o deai [] Dado divulgado pela IRU - International Road Tranport Union e do GEIPOT - Eprea Braileira de Planejaento de Tranporte, aponta para ua tendênia de reiento e predoínio do tranporte rodoviário de arga obre o deai odai não ontitui, oo e otua afirar freqüenteente, ua peuliaridade braileira ou o reultado de ua polítia rodoviarita a Europa, ebora a polítia de invetiento e a regulaentaçõe do tranporte de arga buare epre favoreer a ferrovia, a tendênia ão idêntia à ontatada no Brail De aordo o etudo patroinado pela ATA oundation, no Etado Unido, do US$ 40, bilõe de frete de arga priária a arga de tranferênia, não inluindo

17 a ditribuição final gerado e 99, era de 8,% fora produzido pelo etor rodoviário, apena % fora realizado pela ferrovia o Brail, analiando-e a ditribuição interodal entre 980 a 99, ontata-e avanço do rodoviário de 58,0% para,% e detriento da ferrovia queda de 4,5% para 0,% e da idrovia,% para,4% O tranporte aéreo anté ua partiipação de era de 0,0%, enquanto a dutovia avança ligeiraente de,40% para,9%, onfore pode er obervado na Tabela [] TABEA - Evolução da Ditribuição por Modal no Brail 950 a % AO Rodoviário erroviário Cabotage Aéreo Duto ,,4 0,4 90 0, 8,8 0,8 0, 90 0,4,, 0, , 4,5, 0,, ,,4 8, 0,,4 99, 0,,4 0,,9 onte: GEIPOT eíulo para o Tranporte de Carga Para o tranporte de urta e édia ditânia, enontra-e na etrada ainõe o eixo, aado 4x ou o eixo aado x ou ainda o x4 Ete últio o utilização ai retrita no egento fora de etrada oo no tranporte de adeira, ana-de-açúar e inério 4x eíulo o 4 ponto de apoio no olo endo o tração x eíulo o ponto de apoio no olo endo o tração x4 eíulo o ponto de apoio no olo endo 4 o tração

18 Para o tranporte de grande ditânia é ai ou a utilização de onjunto forado por doi veíulo: u veíulo-trator e u veíulo reboado aado eireboque Ee onjunto etão liitado pela egilação vigente a u Peo Bruto Total - PBT áxio de 45 tonelada A egilação que etabelee o liite de peo e dienõe para o veíulo de tranporte terretre é a Reolução /98 do COTRA [] Critério Ténio para Contrução de Rodovia e ua relação o o tipo de veíulo A nora de projeto de rodovia no Brail proura agrupar a diferente epéie de veíulo autootore e u núero liitado de tipo de veíulo, ada u do quai abrangendo veíulo o araterítia gerai iilare Para ada tipo de veíulo, a nora define a araterítia de u veíulo repreentativo, peritindo o etabeleiento de parâetro de projeto a ere obervado para que a rodovia poa atender adequadaente ao veíulo dee tipo A ora do antigo DER Departaento aional de Etrada e Rodage, oje DIT Departaento aional de Infra-etrutura Terretre etabelee, para fin de projeto, o 4 eguinte tipo báio de veíulo, que orreponde a parte do utilizado pela AASHTO Aerian Aoiation of State Higway Tranportation Offiial, apena o a denoinaçõe odifiada: veíulo tipo P, denoinado generiaente por eíulo de Paageiro, opreendendo veíulo leve, iilare e tero geoétrio e operaionai ao autoóvel, inluindo van, utilitário, pik-up, furgõe e iilare;

19 4 veíulo tipo CO, denoinado generiaente por eíulo Coerial Rígido, opoto por unidade tratora iple veíulo não artiulado, inluindo ainõe e ônibu onvenionai, noralente de eixo e roda; veíulo tipo O, denoinado generiaente por Ônibu de ongo Peruro, abrangendo veíulo oeriai rígido de aiore dienõe, inluindo ônibu de turio e ainõe longo, geralente o eixo, de dienõe aiore que o veíulo tipo CO, o opriento próxio ao do liite áxio para veíulo iple; veíulo tipo SR, denoinado generiaente por Sei-Reboque, repreentando o veíulo oeriai artiulado, o opriento próxio ao liite para veíulo artiulado, endo ontituído noralente de ua unidade tratora iple o u eireboque O tipo báio fixado pela ora do DER P, CO, O e SR orreponde, repetivaente, ao veíulo tipo P Paenger ar, SU Single Unit Truk, BUS Single Unit Bu e WB-5 Sei-trailer Cobination arge fixado pela AASHTO [4] 4 Carteira de abilitação do otorita e ua relação o o tipo de veíulo O Código Braileiro de Trânito intituído pela ei º 950, de de etebro de 99 prevê a eguinte ategoria de otorita, no eu Art 4 [5]: I - Categoria A - ondutor de veíulo otorizado de dua ou trê roda, o ou e arro lateral;

20 5 II - Categoria B - ondutor de veíulo otorizado, não abrangido pela ategoria A, ujo peo bruto total não exeda a trê il e quinento quilograa e uja lotação não exeda a oito lugare, exluído o do otorita; III - Categoria C - ondutor de veíulo otorizado utilizado e tranporte de arga, ujo peo bruto total exeda a trê il e quinento quilograa; I - Categoria D - ondutor de veíulo otorizado utilizado no tranporte de paageiro, uja lotação exeda a oito lugare, exluído o do otorita; - Categoria E - ondutor de obinação de veíulo e que a unidade tratora e enquadre na Categoria B, C ou D e uja unidade aoplada, reboque, ei-reboque ou artiulada, tena ei il quilograa ou ai de peo bruto total, ou uja lotação exeda a oito lugare, ou, ainda, eja enquadrado na ategoria trailer Para abilitar-e na ategoria C, o ondutor deverá etar abilitado no ínio á u ano na ategoria B e não ter oetido nenua infração grave ou gravíia, ou er reinidente e infraçõe édia, durante o últio doze ee 5 A Evolução do veíulo para o Tranporte de Carga E 998 a Reolução 8/98 do COTRA Conelo aional de Trânito etabeleeu o requiito de egurança neeário à irulação de Cobinaçõe de eíulo de Carga CC, referido no artigo 9, 99 e 4 do Código Braileiro de Trânito, para obinaçõe o ai de unidade inluída a unidade tratora [] Publiada no Diário Ofiial da União de 5 de etebro de 998, ea Reolução trouxe alteraçõe ignifiativa na atriz do tranporte rodoviário de arga propiiando u rápido reiento do volue de CC e irulação Seu Anexo, publiado no Diário

21 Ofiial da União de 8 de etebro de 998, etabeleeu o tipo de opoiçõe de veíulo autorizado e ua noenlatura [] A legilação anterior que tratava dea atéria, a Reolução /84 do COTRA, ipuna ua érie de retriçõe adiionai oo no art o que liitava o orário para trânito o onjunto de veíulo entre :00 e 8:00 e eu liite de veloidade áxia de 0 k/ [8] iberado o trânito diuturno para obinaçõe o até 9,8 etro e ua veloidade áxia de 80 k/ pela nova Reolução 8/98, uita tranportadora optara pelo CC pela vantagen eonôia ofereida vinulada a aior apaidade de arga líquida A prinipai Cobinaçõe de veíulo, objeto dee etudo, e utilização atualente no Brail ão: - Bi-tre: trata-e u onjunto forado por veíulo endo u veíulo-trator o eixo, u ei-reboque de eixo o ua 5 a roda dipoitivo de engate na traeira de eu ai e ai u egundo ei-reboque tabé de doi eixo Ee onjunto te u Peo Bruto Total - PBT de 5 tonelada, ua apaidade de arga líquida de aproxiadaente tonelada, dependendo do tipo de ei-reboque e do eu peo próprio, e eixo no total

22 Ua vantage adiional dee onjunto oparado o aquele de PBT aia de 5 tonelada reide no fato da Reolução peritir o traionaento atravé de veíulo do tipo x ou eja o u únio diferenial e u eixo adiional aado de Tereiro Eixo São veíulo ai barato quando oparado o aquele de duplo diferenial U exeplo dee tipo de CC pode er vito na igura IGURA - Conjunto de eíulo de Carga do tipo Bi-tre Corteia: Pierino Gotti Indútria de Ipleento Rodoviário tda Trata-e do tipo de CC e aior uo do paí Etia-e que exita algo e torno de 0000 onjunto irulando atendendo o ai variado egento do tranporte, da afra agríola ao tranporte de produto perigoo - Rodotre: trata-e de u onjunto forado por 4 veíulo endo u veíulotrator o eixo, u ei-reboque de eixo o u engate na traeira de eu ai, u dolly interediário o eixo e ua 5 a -roda intalada e ua etrutura e ai u egundo ei-reboque tabé de doi eixo

23 8 Ee onjunto te u Peo Bruto Total - PBT de 4 tonelada, ua apaidade de arga líquida de aproxiadaente 5 tonelada, dependendo do tipo de ei-reboque e do eu peo próprio, e 9 eixo no total Coparado o o Bi-tre ee tipo de CC trá a devantage da exigênia do traionaento por veíulo do tipo x4 ou eja o duplo diferenial Ee tipo de CC pode er vito na igura IGURA - oto de Conjunto de eíulo de Carga do tipo Rodotre Corteia: oa do Brail S/A É raro no Paí a utilização no tranporte onvenional de onjunto forado por ainõe traionando reboque, o aado Roeu e Julieta O outro tipo de onjunto, previto na egilação, oo por exeplo treinão e tri-tre ão veíulo utilizado e apliaçõe epeífia oo por exeplo na área de ana-de-açúar e exploração floretal, não endo portanto, objeto dete trabalo

24 9 O onjunto de veíulo de arga ão tabé utilizado e outro paíe oo Autrália, ova Zelândia, Canadá e no Etado Unido ete últio, o ebargo do petróleo do ano etenta e a oneqüente rie de obutívei, aliado à redução do liite de veloidade gerara preõe para auentar a produtividade do ainõe EICHER itado por REIS, 989, p [9] O Etado que ipuna retriçõe ao aado twin Trailer Truk fora obrigado a peritir o uo dee tipo de obinação TRB-SR itado por REIS, 98, p9[9], repreentando u evolução na legilação aeriana obre onfiguraçõe de veíulo de arga[9] E agoto de 000, o Departaento Aeriano de Tranporte DOT publiou eu etudo obre taano e peo de ainõe Ee etudo regitra o ignifiativo gano de produtividade gano líquido entre U$ 0 bilõe e U$ 40 bilõe por ano e obinaçõe de veíulo fore peritida e ai etrada Aeriana [0] Canadá e Autrália, o grande dienõe e geografiaente dipero oo o Etado Unido, reforara ua Regulaentação de taano e peo e tivera ignifiativo gano na produtividade do ainõe [0] Há ai de eio éulo a Autrália te peritido longo road train o ai de ei-reboque e operaçõe rurai outbak [0] Caraterítia epeífia de Conjunto de eíulo de Carga Devido a quantidade de artiulaçõe entre a unidade do onjunto, o CC etão ujeito a fenôeno epeífio que afeta ignifiativaente a ua dirigibilidade e, por oneqüênia, a ua egurança no trânito

25 0 Dentre a araterítia peuliare dee CC detaa-e oo a ai relevante o fenôeno oneido oo aplifiação traeira rearward aplifiation Típio de veíulo o uita artiulaçõe, é aada de aplifiação traeira o auento do deloaento lateral da últia unidade do onjunto quando oparada o o deloaento lateral da prieira unidade, durante anobra e urva ou anobra evaiva E oneqüênia dea aplifiação do oviento a unidade traeira do onjunto é ubetida a aeleraçõe laterai aiore que a unidade tratora Meo preente tabé na onfiguração onvenional de doi veíulo - veíulotratoreireboque, devido a ua pequena intenidade, pelo fato de exitir ua únia artiulação, te pouo ipato na quetão da etabilidade lateral dee veíulo Já no onjunto o ou ai veíulo, ee fenôeno paa a ter iportânia deiiva na dirigibilidade e egurança do trânito dee veíulo, tornando-e neeário u aprofundaento no etudo do eu efeito Segundo T Gillepie [], a aplifiação traeira reduz o perforane dee onjunto e pode reultar e aidente Oorrera uito epiódio dee no ano 0 no Etado Unido e fora feita uita pequia para entendê-lo Há forte evidênia de que o onjunto de veíulo de arga tê problea de tobaento lateral e tal problea etá ligado a ua defiiênia de egurança denoinada aplifiação traeira Deora provoada pela artiulaçõe retarda, e erta ituaçõe, a perepção do oviento da traeira do veíulo, diinuindo a apaidade do otorita e reagir adequadaente e ituação rítiacaster itado por REIS, 98, p [9]

26 Critério para Avaliação da Etabilidade ateral de eíulo A edida báia para avaliação da etabilidade lateral do veíulo é o aado iiar de Tobaento ateral Etátio - SRT Stati Rollover Treold expreo oo a aeleração lateral, e g, áxia ante de oorrer o tobaento lateral do veíulo [] Muito autoóvei apreenta SRT aior que g enquanto aioneta e van apreenta SRT entre 0,8 e, Já veíulo peado de arga apreentara SRT abaixo de 0,5 g Tanque riogênio para o tranporte de gae liquefeito apreenta SRT tão baixo quanto 0, g [] Ai, e a aeleração lateral gerada e ua urva ou anobra de eergênia ultrapaar ee liite, o veíulo, de fora inevitável, tobará Segundo Muller et al [], pode-e laifiar o veíulo de arga de aordo o eu SRT oo: Bo o SRT aia de 0,5 g Marginal o SRT entre 0,0 e 0,5 g Pobre o SRT abaixo de 0,0 g eíulo o SRT abaixo de 0, g tê rio de e envolver e aidente do tipo tobaento veze aior que o deai A aior oneqüênia da aoiação de veíulo de arga o SRT baixo e obinaçõe de veíulo de arga, ujeito portanto a aplifiação do oviento traeiro, é o tobaento preaturo da unidade traeira Ou eja, apear do veíulo-trator e deterinada urva ou anobra e veloidade peraneer dentro de liite eguro de

27 aeleração lateral, a últia unidade, pela fenôeno da aplifiação traeira, pode ultrapaar eu liite e vir a tobar, levando onigo todo o onjunto Coo o otorita, de erta fora, etá iolado da unidade traeira não exite eio ou reuro poível para que ele pereba que a últia unidade etá e aproxiando do liiar de tobaento a tepo de evitar o aidente [WIKER itado por SAMPSO, 000, pag][4] oralente o otorita ó perebe a einênia do aidente quando ola pelo retrovior e perebe o pneu do lado interno da urva perdendo o ontato o o olo A partir dee intante noralente o deatre é inevitável Ua vez que a aeleração lateral é função da veloidade do veíulo e do raio da urva, pode-e deparar o a ituação aonde u veíulo onvenional pode trafegar eguraente dentro da veloidade áxia peritida para aquele treo, enquanto u CC, pelo fenôeno fíio da aplifiação traeira, poderá ultrapaar o SRT da últia unidade e provoar u aidente 8 Aidente Típio Aidente o veíulo de arga ão geralente grave oaionando u núero elevado de vítia e dano eonôio iportante Outro agravante ão o dano abientai que pode oorrer pelo derraaento da arga, poi uito veíulo tranporta produto laifiado oo perigoo Algun relato de aidente regitrado pela ídia dão indíio de aidente o onjunto de veíulo de arga uja aua provável etá ligada ao fenôeno da aplifiação traeira

28 Dede aidente pequeno, e vítia e pratiaente e dano, oo o otrado na igura onde a egunda unidade de u bi-tre aiu da pita enquanto a deai peraneera nela IGURA Aidente o Conjunto do tipo Bi-tre na Rodovia BR- Até relato oo o do Motorita João Toa publiado no Jornal A Tribuna de 5 de aio de 00 que diz [5]: O otorita freou para reduzir a veloidade para fazer a urva, olou para a equerda para onfirar a preença de algu veíulo, e oo não avia arro, oltou o breque e a arreta aabou tobando O otorita egou a olar pelo retrovior e viu o egundo onteiner, o ai de vinte tonelada de pie, aindo ontra a alçada Ainda na ea reportage enontra-e o eguinte treo:

29 4 Toa afirou que o aidente não foi reponabilidade ua, ua vez que vina pretando atenção na anobra ão dei bobeira, die ele, garantindo que realente andava e baixa veloidade e vária peoa, oo o agriultor, onfirara que o veíulo não vina orrendo [5] ão ouvera vítia a o prejuízo etiado no aidente foi e torno de R$ ,00 egundo a ea reportage Outro aidente foi regitrado pelo Jornal O Globo de de arço de 00 ujo título foi: Carreta toba, explode e otorita orre queiado e relata no texto []: Ua arreta que tranportava 45 il litro de obutível tobou e explodiu onte de anã na ia Dutra, na deida da Serra da Arara, A arreta bi-artiulada o doi tanque o apaidade de e il litro IGURA 4 - Aidente o Conjunto do tipo Bi-tre na Serra da Arara

30 5 9 Objetivo Coprovadaente repreentante de ua evolução do veíulo utilizado no tranporte de arga pelo gano de produtividade que proporiona o CC tabé preia er obervado ob a ótia de ua araterítia de dirigibilidade e egurança e o ipato que o auento do volue de CC e irulação pode auar na etatítia de aidente az-e neeário que o fabriante do ainõe e do veíulo reboado deenvolva projeto que preveja e iniize o efeito da aplifiação traeira e prinipalente enaio para deterinar o SRT de ada odelo para que poa orientar o proprietário e otorita, garantindo u trânito ai eguro Apeto iportante oo a revião do ritério ténio para ontrução de rodovia, ua obra de arte e inalização viária inluindo a neeidade epeífia ipota pelo CC deve er feita pelo órgão opetente Tabé neeário e faz, por parte do órgão opetente, a inluão de intruçõe epeífia no Centro de oração de Condutore, para o otorita dee onjunto, viando iniizar a poibilidade de oorrênia de aidente auado pela aplifiação traeira Talvez jutifiável eja a inluão de ua nova Clae de otorita o treinaento epeífio para CC U etudo para a deterinação da razão da Aplifiação Traeira do prinipai tipo de CC e irulação no Paí é pré-requiito para avaliação da neeidade aia az-e neeário oneer a aplitude do fenôeno para ada odelo de fora a peritir a neeária evolução/orreção do projeto do veíulo, rodovia, inalização viária e na foração do ondutore

31 Ete é o objetivo dete trabalo Pelo étodo Etruturalita, a partir da invetigação de u fenôeno onreto elevá-lo ao nível abtrato, por interédio da ontrução de u odelo ateátio que repreente o odelo ai oun de CC, retoando por fi o nível onreto, deta vez o a realidade etruturada e relaionada o a experiênia

32 MODEAMETO MATEMÁTICO DOS CCS Referenial Teório Segundo H Dugoff [] o prieiro douento de pequia obre a dinâia direional de veíulo artiulado foi deenvolvido e 9 por Huber e O Dietz no Autootive Reear Intitute at Stuttgart na Aleana A invetigação de Huber e Dietz foi experiental, onitindo priordialente e u odelo e eala aopanado por u prograa de tete para avaliação de u reboque de eixo O experiento de Huber e Dietz foi eguido por u opleento teório elaborado por H Ziegler e Stuttgart [] Dentre a iplifiaçõe dee odelo ateátio, a eno defenável foi deoniderar a influênia do eorregaento lateral - idelip do pneu e urva Co o advento de oputadore failitou e a olução de equaçõe oplexa que dereve o oviento de veíulo artiulado e uito outro trabalo fora deenvolvido Dentre ele o elaborado por Hale, Jindra, Elli, Siid and Kullberg analiara a etabilidade dinâia de veíulo artiulado o trê eixo ovendo e o veloidade longitudinal ontante [] Detaa e tabé o trabalo Siulação de Dirigibilidade andling de trator eireboque de AI Krauter e RKWilon [0] e 9 e Dinâia de veíulo

33 8 trator eireboque: o problea do efeito anivete [] o u odelaento ateátio para etudo dee tipo de aidente, ou e veíulo artiulado Outro trabalo na área é o deenvolvido por C MaAda obre a etabilidade de veíulo peado o entro de gravidade alto [] E Eailzade [8] tabé deenvolveu trabalo obre o perforane direional e a etabilidade lateral de veíulo artiulado, epeifiaente aquele o dolly interediário para o tranporte de arga indiviívei oo por exeplo o tranporte de tora longa aado no eu trabalo de doglogger Jindra [9] elaborou trabalo obre a Caraterítia de Dirigibilidade de obinaçõe de trator eireboque atravé de u étodo iplifiado de análie linear do oviento de u onjunto de veíulo onitindo de u trator de eixo, u ei reboque de eixo, dolly interediário tabé de eixo e ai u ei reboque de eixo, totalizando 4 veíulo e artiulaçõe Coo ee odelo e aproxia e uito ao do rodotre, erá a bae para ete trabalo ofrendo a adaptaçõe neeária para a quantidade de eixo e, no ao do bi tre, do núero de veíulo e artiulaçõe

34 9 Modelaento Mateátio Análie Cineátia: Seja u onjunto de veíulo trafegando e veloidade longitudinal ontante e ua etrada plana Conidera e o itea de referênia o orige no entro de gravidade de ada unidade do onjunto Para efeito de iplifiação do odelo ão oniderada a eguinte araterítia: - O veíulo ão rígido à torção e o entro de gravidade e ua poição fixa não á ovientação da arga dentro do veíulo; - O oviento relativo entre o eixo e o ai do veíulo é deprezado; - Aue e tabé que o aoplaento entre 5 a roda e pino rei e o engate do dolly interediário poui atrito deprezável; - São oniderada a força tranitida da pita para o pneu oo a únia força externa apliada obre o veíulo; - O efeito da tranferênia de arga entre o lado do veíulo e urva é deprezado; - Reitênia ao rolaento, força aerodinâia e o oento auado pelo exitênia de duplo pneu ão deprezado - Todo o ângulo ão oniderado pequeno o ufiiente para que e adita que: en, o e tan - São oniderado pequeno o ângulo de deriva - idelip

35 0 Se i e j ão o verore unitário do itea de referênia do veíulo pode-e erever que o vetor veloidade, para o oviento plano, de u veíulo é: = u i v j Derivando e relação ao tepo obtê-e o vetor aeleração a: a = du i dv j u d i v d j dt dt dt dt a d i/ dt = j onde = veloidade angular e torno do eixo z e d j/ dt = i onfore pode er obervado na igura 5 Portanto te-e: a= u v i v u j IGURA 5 - Sitea de referênia onde u = du / dt e v = dv / dt Portanto: x = u v e y = v u 4

36 Modelaento do Bi tre Seja u onjunto do tipo bi tre onfore ilutrado na igura : IGURA - Ilutração do Modelo Bi-tre e Corteia: Indútria Metalúrgia Patre tda

37 O Conjunto poui artiulaçõe e eixo no total A dienõe prinipai pode er obervada na igura : IGURA - Modelo Bi-tre - Dienõe prinipai

38 Equaçõe do Moviento para o Bi-tre Para o veíulo trator IGURA 8 - eíulo-trator Apliando-e a ei de ewton para o equilíbrio da força: y = a 0 v = S 5 Para o equilíbrio de oento: I S 0 = a b b Para o prieiro ei reboque IGURA 9 - Prieiro ei-reboque

39 4 0 = T a en então, te-e: T 4 5 en T = T [ S S 8 v ] = 4 5 I 9 = S T 4 5 S T Para o egundo ei reboque IGURA 0 - Segundo ei-reboque 0 = T 0 [ S v ] = I = S T Eliinando e a reaçõe de aoplaento atravé da oa da equaçõe 5, 9 e tee:

40 5 = = = 0 ] [ i i i v Multipliando e a equação 5 por, iolando e o tero S e ubtituindo e e : 0 0 b b a I v = 4 Soando e a equaçõe e 0 obtê-e a equação: 5 4 T = 5 Da equação 0 te-e que: T = Soando e a equaçõe 8 e pode-e iolar o valor de S : = = = ] [ ] [ i i i v v S Da equação pode-e iolar o valor de S

41 ] [ v S = 8 Subtituindo e a equaçõe 5,, e 8 na equação 9, deprezando e o tero quadrátio de e reagrupando o deai tero te-e: ] [ 5 4 I I v = 9 Para o egundo ei reboque ubtituindo e a equaçõe 8, e 5 na equação te-e: ] [ I I v = 0 ea equaçõe te-e repreentada a araterítia de aa e inéria do itea de u lado e do outro lado a força externa e oento que atua no odelo iplifiado A força externa ão riada no plano do pio entre o pneu e a pita orça aterai e Pneu: Auindo e que para pequeno ângulo a Rigidez ateral Cornering Stiffne é linear, te-e a eguinte equação geral:

42 j = j α j o j =,,, j = Rigidez Torional Cornering Stiffne obinado do eixo j α j = Ângulo de deriva no eixo j A força lateral e ada pneu dependerá tabé da força vertial apliada no eixo e oneqüênia da ditribuição de peo do onjunto de veíulo Slip angle Ângulo de Deriva: É o ângulo entre o vetor veloidade do pneu e eu plano vertial onfore ilutrado na igura IGURA - Ângulo de eterçaento e ângulo de deriva Para o pneu dianteiro do veíulo trator o u ângulo de eterçaento teer angle δ, o ângulo de deriva - lip angle pode er aproxiado por [9]:

43 8 δ α = a v / O lip angle para o o e o eixo do veíulo trator pode er aproxiado por: b v / α = b v / α = 4 A expreõe do lip angle do eixo do ei reboque pode er aproxiada por: 4 / ] [ α = v 5 5 / ] [ α = v / ] [ α = v / ] [ α = v 8 4 Equaçõe gerai do onjunto de veíulo Subtituindo e a equaçõe de e α e iolando e o tero da equaçõe, 4, 9 e 0 te-e: δ / / ] [ / '] ' ' ' ' ' ' [ ' ' / v v i i i = = = 9

44 9 Onde: ' = ' = a ' = ' b = ' b = ' 4 4 = ' 5 5 = ' = ' = δ / ] ' ' ' [ / '] ' ' [ a b b a I v v = 0 0 / / ] [ / ] ' ' ' ' [ ' ' / ] [ = I I v v

45 0 0 / / / ' ' ' / = I I v v O Sitea de Equaçõe poderá er repreentado por: [ ] {} [ ] {} x B y A = onde: {} = 4 v y x e

46 {} = δ v x x Portanto: {} [ ] [ ] {} [ ] {} x C x B A y = = onde: [ ] = ' ' ' 0 0 ' ' I I I I I A x

47 [ ] = = = = = 0 / 0 / / ' ' / 0 / / ] [ / ] ' ' ' ' [ / ] [ / ] ' ' ' [ / ] ' ' ' [ / / ] [ / ' / a b b a i B i i i X

48 5 Siulação Dinâia: Para a iulação dinâia do Sitea de Equaçõe aia definido para o onjunto Bi-tre, fora oniderado o dado de entrada de aordo o a epeifiaçõe forneida pelo fabriante do ei-reboque ontante no Anexo I O Moento de Inéria fora alulado o auxílio de oftware de CAD Coputer Aided Deign, para a divera ondiçõe de arregaento Coniderou-e que o veíulo etão equipado o pneu Mielin XZA, ujo valore de Coefiiente de Curva Cornering Coeffiient fora obtido do livro Teory of Ground eile pag 4 [] A Rigidez Torional Cornering Stiffne de ada eixo foi obtida oniderando-e a arga vertial atuando e ada pneu na eguinte ondiçõe: - Carregado o arga áxia de aordo o o PBT para o onjunto; - azio o peo e orde de ara; - Co o prieiro ei-reboque vazio e o egundo arregado Para o ao de arregaento aia, fora iulado ainda dua ondiçõe de ângulo de eterçaento oo entrada do itea, onfore ilutrado na igura e : - Eterçaento do volante e fora de degrau, o aplitude de o apliado no tepo zero - Eterçaento e fora enoidal de o de aplitude apliado de zero a doi egundo ora plotado o reultado a ua veloidade de deloaento longitudinal de 0 k/ e ainda oparado o o eo reultado a 0, 0, 40, 50, 0, 0, 80 e 90 k/ para ada ua da ondiçõe aia de aordo o a igura 4 e 4

49 4 O Reultado da iulação dinâia etão apreentado no Capítulo 4 IGURA Ilutração do eterçaento do volante e fora de degrau IGURA Ilutração do eterçaento do volante e fora enoidal

50 5 4 Modelaento do Rodotre Seja u onjunto do tipo Rodotre onfore ilutrado na igura 4 IGURA 4 - Ilutração do Modelo Rodotre e Corteia: Ind Metalúrgia Patre tda

51 O Conjunto poui artiulaçõe e 9 eixo no total A dienõe prinipai pode er obervada na igura 5 IGURA 5 - Modelo Rodotre - Dienõe prinipai

52 5 Equaçõe do Moviento 5 Para o veíulo trator IGURA - eíulo-trator Rodotre y = a 0 v = S I S 4 0 = a b b 5 Para o prieiro ei reboque 0 = T a en T 4 5 en 0 = T T 4 5 IGURA - Prieiro ei-reboque - Rodotre

53 8 5 4 ] [ S S v = 5 4 T S T S I = 5 Para o dolly interediário IGURA 8 - Dolly Interediário 0 T = 8 ] [ S S v = 9 T S T S I = Para o egundo ei reboque

54 9 IGURA 9 - Segundo ei-reboque - Rodotre T = ] [ S v = T S I = 4 Eliinando e a reaçõe de aoplaento atravé da oa da equaçõe,, 9 e 4 te-e: 0 9 ] [ ] [ v i i i = = = 44 Multipliando e a equação por, iolando e o tero S e ubtituindo e e 4 te-e:

55 b b a I v = 45 Soando e a equaçõe 5, 8 e 4 obtê-e a equação: T = 4 Da equaçõe 8 e 4 obtê-e: 9 8 T = 4 Soando e a equaçõe, 9 e 4 pode-e iolar o valor de S : ] [ ] [ ] [ 9 v v v S i i i = = = 48 Da equação 9 e 4 pode-e iolar o valor de S ] [ ] [ 9 8 v v S = 49

56 4 Subtituindo e ea equaçõe na equação, deprezando e o tero quadrátio de e reagrupando o deai tero te-e: ] [ ] [ ] [ I I v = 50 Para o dolly, ubtituindo e a equaçõe anteriore para T, S e S na equação 40 e extraindo o valor de S da equação 4 e o valor de T da equação 4 te-e: ] [ ] [ 9 8 I I v = 5 Para o egundo ei reboque, ubtituindo e o valore de S e T na equação 4 tee: 9 8 ] [ [ I I v = 5 ea equaçõe ão repreentado a araterítia de aa e inéria do itea no lado equerdo e no lado direito a força externa e oento que atua no odelo iplifiado

57 4 A força externa ão gerada no plano do pio entre o pneu e a pita orça aterai e Pneu: Auindo e que para pequeno ângulo o Coefiiente de Proporionalidade Cornering Stiffne é linear, te-e a eguinte equação geral: j = j α j 5 o j =,,, 9 j = Rigidez Torional Cornering Stiffne obinado do eixo j α j = Ângulo de deriva do eixo j A força lateral e ada pneu dependerá tabé da força vertial apliada no eixo e oneqüênia da ditribuição de peo do onjunto de veíulo Slip angle Ângulo de Deriva Para o pneu dianteiro do veíulo trator, o u ângulo de eterçaento teer angle δ, o lip angle pode er aproxiado por: α = v a / δ 54 O lip angle para o o e o eixo do veíulo trator e urva pode er aproxiado por:

58 4 b v / α = 55 b v / α = 5 A expreõe do lip angle do eixo do ei reboque pode er aproxiado por: 4 / ] [ α = v 5 5 / ] [ α = v 58 / ] [ α = v 59 / ] [ α = v 0 8 / ] [ α = v 9 / ] [ α = v Subtituindo e a equaçõe de e α e iolando e o tero da equaçõe te-e: δ / / ] [ / ] [ ] [ / '] [ ' ' ' / v v i i i i i i = = = = = Onde:

59 44 ' = ' = ' = = a ' = ' b = ' b 4 ' = 4 5 ' = 5 ' = ' = 8 ' = 8 9 ' = 9 v [ ' ' '] v / I [ 0 b ' ' ' ] / = a δ 0 0 a b 4

60 45 0 / / ] [ / ] [ ] [ / } ' ' ' ' ' ' ] {[ ] ' ' ' [ / ] [ ] [ = I I v v 5 0 / / ] [ / ] [ / ] ' ' ' ' [ ' ' / ] [ = I I v v 0 / / / / ' ' ' / = I I v v O Sitea de Equaçõe pode er repreentado por: [ ] {} [ ] {} x B y A = onde:

61 4 {} = 5 v y x {} = δ 9 v x x Portanto, {} [ ] [ ] {} [ ] {} x C x B A y = = onde:

62 4 [ ] = A 5x ' ' ' ' ' ' ] [ ] [ ' ' ' I I I I I I I e

63

64 49 [ ] = 5X 9 B = = = = 0 / 0 / 0 / / ' ' / 0 / ]/ [ 0 / ] [ ]/ ' ' ' [ ]/ [ 0 / / ] [ ]/ [ ]/ ' ' ' ' ' ' [ ] [ ]/ [ ]/ ' ' ' [ ']/ ' ' [ / ]/ [ ]/ [ ' / / a b b a i i i i i i

65 50 55 Siulação Dinâia: Para a iulação dinâia do Sitea de Equaçõe definido para o onjunto Rodotre, fora oniderado o dado de entrada de aordo o a epeifiaçõe forneida pelo fabriante do ei-reboque ontante no Anexo I O Moento de Inéria fora alulado o auxílio de oftware de CAD Coputer Aided Deign, para a divera ondiçõe de arregaento Coniderou-e que o veíulo etão equipado o pneu Mielin XZA, ujo valore de Coefiiente de Curva Cornering Coeffiient fora obtido do livro Teory of Ground eile pag 4 [] A Rigidez Torional Cornering Stiffne de ada eixo foi obtida oniderando-e a arga vertial atuando e ada pneu na eguinte ondiçõe: - Carregado o arga áxia de aordo o o PBT para o onjunto; - azio o peo e orde de ara; - Co o prieiro ei-reboque vazio e o egundo arregado; - Carregado, oniderando-e ua redução no opriento do Dolly interediário de 00 Para o ao de arregaento aia, fora iulado ainda dua ondiçõe de ângulo de eterçaento oo entrada do itea onfore ilutrado na igura e : - Eterçaento do volante e fora de degrau, o aplitude de o apliado no tepo zero; - Eterçaento e fora enoidal de o de aplitude apliado entre zero e doi egundo

66 5 ora plotado o reultado a ua veloidade de deloaento longitudinal de 0 k/ e ainda oparado o o eo reultado a 0, 0, 40, 50, 0, 0, 80 e 90 k/ para ada ua da ondiçõe aia de aordo o a igura 44 e 45 O Reultado da iulação dinâia etão apreentado no Capítulo 4

67 5 alidação do odelo ateátio Para validação do odelo anteriore fora introduzido o dado do Paper Handling Carateriti of Trator-Trailer Cobination de rederik Jindra [9], ujo reultado etão reproduzido na igura 0 abaixo IGURA 0: Repota lateral para eterçaento de entrada - Jindra [9] Co o eo dado fora obtido o eguinte reultado atravé do oftware Matab e Siulink de aordo o o odelo no Anexo, que valida o proediento propoto:

68 5 IGURA : eloidade lateral do trator grau/egundo IGURA : Ângulo de inlinação do ei-reboque grau

69 54 IGURA : Ângulo de inlinação do reboque dolly grau IGURA 4: Ângulo de inlinação do reboque grau

70 55 AAIAÇÃO DOS CCS Equipaento para avaliação do Conjunto de eíulo Deenvolvido e pareria pela eprea Trante Engenaria e Inpeção S/C de Pinai-PR e MiroHard Tenologia Eletrônia tda de Porto Alegre-RS o patroínio da Organização da Soiedade Civil de Interee Públio IDT Intituto de Deenvolviento do Tranporte, e Pinai-PR, o Sitea SkySafe Cargo baeia-e no apeaento da aeleraçõe laterai gerada por u veíulo ou onjunto de veíulo e u deterinado peruro atravé de u itea de GPS Global Poition Syte aoplado a ódulo de aelerôetro biaxiai U oftware gereniador regitra o dado intantaneaente gerando ua planila eletrônia O itea é opoto baiaente por u iro-oputador, u ontrolador de ouniação, u GPS e quatro ódulo de aelerôetro O dado regitrado para ada u do aelerôetro intalado ão: - Data; - Hora; - eloidade real intantânea e k/ - ongitude; - atitude; - Aeleração no eixo X ; - Inlinação no eixo X ; - Aeleração no eixo Y ;

71 5 - Inlinação no eixo Y ; A prinipai utilidade do itea SkySafe Cargo no deenvolviento de tenologia para elorar a egurança na rodovia ão: a Avaliação do Perforane de Conjunto de eíulo de Carga: atravé da intalação de u aelerôetro e ada unidade do onjunto obté-e o onitoraento da aeleraçõe laterai iultânea e o io perite-e avaliar o fenôeno da Aplifiação Traeira para ee onjunto de veíulo epeífio b Deterinação de Ponto Crítio da rodovia: atravé do peruro de deterinada rodovia ou treo de rodovia pode-e apear o nível de aeleração lateral a que etarão ujeito o veíulo quando trafegando dentro da veloidade epeifiada e ada ponto geografiaente identifiado pelo GPS Ee bano de dado perite ao adinitrador da rodovia reviar ua obra e a inalização viária apliando a ondiçõe de egurança da via Sitea de prevenção ao tobaento de veíulo de arga: ua vez apeado deterinado treo de rodovia, pode-e deterinar qual a aeleração áxia que pode er expoto u onjunto de veíulo de arga e a ua veloidade aoiada para aquele treo, independente da inalização viária Atravé de itea SkySafe Cargo iplifiado ontituído de u ódulo de ontrole o o bano de dado, u GPS e u diplay, pode-e onitorar e tepo real e o veíulo etá e aproxiando de deterinado ponto rítio o veloidade opatível o a aeleração lateral áxia

72 5 pré-deterinada Cao eteja aia dee liite, o diplay auará anteipaente a neeidade de reduzir a veloidade para anter-e dentro de aeleraçõe laterai adequada Diagraa do Sitea Confore a igura 5 o itea SkySafe Cargo é opoto por: IGURA 5 - Diagraa do Sitea SkySafe Cargo

73 58 - U notebook; - Controlador de Couniação; - Módulo GPS - Quatro Módulo de Aelerôetro; - Cabo de alientação; - Cabo de ouniação O Sitea SkySafe Cargo Siplifiado é opoto por onfore igura : IGURA - Sitea SkySafe Cargo Siplifiado

74 59 - Controlador de Couniação; - Módulo GPS; - Diplay ; - Cabo de alientação; - Cabo de ouniação Caraterítia do Aelerôetro: O Módulo Aelerôetro Serial foi deenvolvido para a aquiição de dado referente a ontrole de etabilidade de arga, onde é extreaente iportante o oneiento do valore de aeleração e doi eixo U iroontrolador perite a alibração e leitura do aelerôetro atravé de ua lina erial Caraterítia Prinipai do Módulo: - Mede a aeleração na faixa de - g e abo o eixo, X e Y - Mede a inlinação e grau na faixa de - 90 e abo o eixo, X e Y - Dua interfae eriai, endo ua RS-485 e outra RS- Caraterítia da ouniação: - Interfae Serial: RS-485 ou RS- - Protoolo: MODBUS Ipleentado - Taxa de tranião: 900 baud

75 0 - Start Bit: - Stop Bit: - Tepo de repota erial: 0 a Epeifiaçõe Elétria: Taxa de aquiição aelerôetro:, Hz Reolução g aelerôetro:0,00 g Reolução grau de inlinação aelerôetro:0, Tenão noinal de alientação:4 CC aixa de alientação: 8 CC a 0 CC Corrente áxia e 4 CC:5 A Ilutração do ódulo: IGURA - oto do Módulo do Aelerôetro

76 Caraterítia do Software Gereniador: Deenvolvido e abiente Window o Software do Sitea SkySafe Cargo te a eguinte tela prinipal: IGURA 8 - Ilutração da tela do Software SkySafe Cargo

77 4 RESUTADOS E DISCUSSÃO 4 Reultado da Análie Mateátia Co auxílio do Software Matab e Siulink fora iulado o odelo de CC Bi-tre e Rodotre de aordo o a araterítia epeifiada no Capítulo, para avaliação da aeleraçõe laterai gerada e ada unidade e dea fora quantifiar o fenôeno da Aplifiação Traeira nee onjunto, tendo ido obtido o reultado a eguir apreentado 4 Coparativo na ondição arregado, a 0 k/, entrada e degrau: IGURA 9 - Aeleração ateral - Conjunto Bi-tre arregado

78 IGURA 0 - Aeleração ateral - Conjunto Rodotre arregado Conluõe: - Para ea anobra, o onjunto bi-tre antê-e etável aplifiando a aeleração lateral e relação à do veíulo-trator e 0,00 g, oparando-e o valore áxio obtido; - Para ea anobra, o onjunto rodotre antê-e etável aplifiando a aeleração lateral e relação à do veíulo-trator e 0,048 g ; - O onjunto rodotre apreenta ua aplifiação aproxiadaente veze aior que o onjunto bi-tre na ea ondiçõe 4 Coparativo na ondição vazio, a 0 k/, entrada e degrau:

79 4 IGURA - Aeleração ateral - Conjunto Bi-tre vazio IGURA - Aeleração ateral - Conjunto Rodotre vazio

80 5 Conluõe: - Para ea anobra, o onjunto bi-tre antê-e etável aplifiando a aeleração lateral e relação à do veíulo-trator e 0,0 g ; - Para ea anobra, o onjunto rodotre antê-e etável aplifiando a aeleração lateral e relação à do veíulo-trator e 0,055 g ; 4 Coparativo na ondição o ei-reboque vazio e o arregado, a 0 k/, entrada e degrau: IGURA - Conjunto Bi-tre na ondição o ei-reboque vazio e o arregado

81 IGURA 4 - Conjunto Rodotre na ondição o ei-reboque vazio e o arregado Conluõe: - Para ea anobra, o onjunto bi-tre antê-e etável aplifiando a aeleração lateral e relação à do veíulo-trator e 0,04 g ; - Para ea anobra, o onjunto rodotre torna-e intável 44 Avaliação do onjunto Rodotre alterando-e o opriento do Dolly Interediário Reduzindo o opriento da lança do dolly interediário e 00 ão eperado o reultado abaixo

82 IGURA 5 - Conjunto Rodotre arregado reduzindo-e o opriento do Dolly interediário Conluõe: - Para ea anobra, o onjunto rodotre antê-e etável aplifiando a aeleração lateral e relação à do veíulo-trator e 0,08 g E relação ao opriento original ouve ua redução na Aplifiação Traeira na orde de 50% de 0,0 g para 0,08 g`

83 8 45 Coparativo na ondição arregado, a 0 k/, entrada enoidal: IGURA - Aeleração ateral - Conjunto Bi-tre arregado Senoidal IGURA - Aeleração ateral - Conjunto Rodotre arregado Senoidal

84 9 Conluõe: - Para ea anobra, o onjunto bi-tre antê-e etável aplifiando a aeleração lateral e relação à do veíulo-trator e 0,05 g ; - Para ea anobra, o onjunto rodotre aplifia a aeleração lateral e relação à do veíulo-trator e 0,04 g Coniderando que algun odelo de veíulo, oo por exeplo ei-reboque tanque, te eu iiar de Tobaento ateral Etátio SRT próxio a 0,0 g, pode oorrer o tobaento dee onjunto o ea anobra 4 Coparativo na ondição vazio, a 0 k/, entrada enoidal: IGURA 8 - Aeleração ateral - Conjunto Bi-tre vazio Senoidal

85 0 IGURA 9 - Aeleração ateral - Conjunto Rodotre vazio Senoidal Conluõe: - Para ea anobra, o onjunto bi-tre antê-e etável aplifiando a aeleração lateral e relação à do veíulo-trator e 0,044 g ; - Para ea anobra, o onjunto rodotre aplifia a aeleração lateral e relação à do veíulo-trator e 0,5 g Coniderando que algun odelo de veíulo, oo por exeplo ei-reboque tanque, te eu iiar de Tobaento ateral Etátio SRT próxio a 0,0 g, pode oorrer o tobaento dee onjunto o ea anobra

86 4 Coparativo na ondição o Sei-reboque vazio e o arregado, a 0 k/, entrada enoidal: IGURA 40 - Aeleração ateral - Conjunto Bi-tre, o Sei-reboque vazio e o arregado IGURA 4 - Aeleração ateral - Conjunto Rodotre, o Sei-reboque vazio e o arregado