Cadeira de rodas de polímeros

Tamanho: px

Começar a partir da página:

Download "Cadeira de rodas de polímeros"

Maria da Assunção Palma Amado
8 Há anos
Visualizações:

1 Cadeira de rodas de polímeros Como foi referido anteriormente na carta de intenções, desenvolveu-se uma cadeira de rodas feita de polímeros. Para tal, teve-se por base a estrutura de uma cadeira de rodas típica. Figure 1 - Medidas de uma cadeira de rodas típica Em primeiro lugar, alterou-se as rodas, projetando-as com uma estrutura interna com um padrão hexagonal, de modo a permitir uma estrutura adequada para os polímeros. Foram escolhidos os hexágonos devido às suas propriedades geométricas que permitem a sua infinita interligação e preenchimento total de uma área, dando alguma estabilidade à mesma. Repare-se que a diferença entre o grafite e o diamante são o número das ligações, logo ao aumentar-se as ligações existentes a estabilidade da rede deve aumentar. A roda possui também, como as tradicionais, um eixo central que suporta a rotação de toda a estrutura. 1

Figure 2 Roda Em segundo lugar, o grupo preocupou-se em modificar o encosto e o assento da cadeira, para que também estes pudessem ser feitos de polímeros.

2 Figure 2 Roda Em segundo lugar, o grupo preocupou-se em modificar o encosto e o assento da cadeira, para que também estes pudessem ser feitos de polímeros. De seguida, realizou-se as restantes partes da cadeira (armação, suportes para os pés, rodas pequenas), tendo em atenção os locais de conexão umas com as outras. O material utilizado maioritariamente foi a Fibra de Carbono, mais precisamente Thornel Mat VMA Carbon Fiber. Na tabela de materiais do Solidworks, este não possuía os valores das suas propriedades, portanto pesquisaram-se os mesmos. Esta é uma fibra sintética constituída por finos filamentos. Cada filamento é a união de vários milhares de fibras de carbono. A fibra de carbono é uma fibra sintética dado que é feita a partir de poliacrilonitrila, que é um polímero obtido a partir da polimerização de um acrílico. Possui propriedades mecânicas semelhantes às do aço e é leve como a madeira ou o plástico. Tem uma elevada resistência ao impacto. 2

Propriedade Dimensão Unidade Elastic Modulus 17 x 10 10 N/m 2 Poisson s Ratio 0.

3 Propriedade Dimensão Unidade Elastic Modulus 17 x N/m 2 Poisson s Ratio 0.74 N/A Shear Modulus 3 x N/m 2 Mass Density 2000 Kg/m 3 Tensile Strengh 14 x 10 8 N/m 2 Yield Strengh 915 x 10 6 N/m 2 Thermal Expansion 4,9 x /K Coefficient Thermal Conductivity 0,410 W/(m.K) Specific Heat 1130 Table 1 - Propriedades do material utilizado (fibra de carbono ) J/(kg.K) Finalmente, juntaram-se todas as peças, fazendo um Assembly das mesmas. Figure 3 - Perspetiva da cadeira de rodas completa 3

Figure 4 - Outra perspetiva da cadeira de rodas Passando agora à parte das simulações, fez-se um estudo estático à cadeira de rodas, impondo a força da gravidade e forças aplicadas ao assento e ao

4 Figure 4 - Outra perspetiva da cadeira de rodas Passando agora à parte das simulações, fez-se um estudo estático à cadeira de rodas, impondo a força da gravidade e forças aplicadas ao assento e ao encosto (1000 N), nos lados do assento (500 N) e nos suportes dos pés (250 N). Obteve-se estes valores tendo em linha de conta que: F = m. a, sendo que a = g 10 m. s 2, utilizando-se um peso (m) máximo aproximado de 100 kg. Assim sendo, a força resultante aplicada verticalmente ao assento vai ser de 1000 N. Para as partes laterais e do encosto, fizeram-se aproximações adequadas deste valor. 4

de diferentes partes, de modo à simulação ter em conta que

5 Figure 5 - Forças aplicadas à cadeira Para além disso, colocou-se ainda Rigid Connections nas zonas de conexões de diferentes partes, de modo à simulação ter em conta que estas estão todas interligadas. Figure 6 - Rigid connections 5

6 Porém, nesta simulação ocorreu um imprevisto, mais precisamente avisos acerca de interferências nalgumas partes da armação. Perante isto, tentou-se alterar as propriedades de controlo do mesh. Contudo, as interferências permaneceram. Como tal, não foi possível terminar e correr a simulação. Decidiu-se portanto realizar um estudo apenas na roda, visto que esta é uma peça crucial para o suporte e funcionamento de toda a cadeira. Para além disso, tendo em conta que o assento e o encosto são bastante resistentes à quebra (dado que existem cadeiras de plástico que suportam pesos elevados), a roda é que vai ser a parte de possível tensão máxima. No entanto, o mesh não funcionou na totalidade novamente, pelo que não se conseguiu elaborar nenhuma simulação corretamente. O peso total da cadeira completa é de 19,62 kg, o que, comparado com o peso de uma cadeira de rodas normal/típica (aprox. 18 a 20 kg), não tem grande diferença. Na próxima etapa do projeto, pretende-se optimizar então o peso da cadeira, tentando minimizá-lo. O grupo tem como intenção, na próxima e última fase do trabalho, melhorar a estrutura da cadeira, nomeadamente projetar uma armação com uma maior versatilidade e mobilidade. Começou-se já a elaborar uma parte da armação e os suportes para os pés, com encaixes hexagonais. Estes estão representados nas figuras 7 e 8. 6

7 Figure 7 - Parte da armação (encaixe) Figure 8 - Parte do suporte de pés 7

8 Figure 9 - Drawing da cadeira, com as perspetivas frontal, de cima e lateral, e pormenor da roda 8

Documentos relacionados

Cadeira de rodas de polímeros FDR

Cadeira de rodas de polímeros FDR A partir do trabalho desenvolvido anteriormente no PDR, e como as simulações elaboradas nessa fase evidenciaram a elevada complexidade da estrutura da cadeira de rodas