Análise Termo-Estrutural de Disco de Freio, Validada por Telemetria
ClienteEESC-USP Formula SAE
- FEA
- CFD
- Análise Térmica
Resultado
Modelo acoplado FEA/CFD correlacionado diretamente com telemetria de pista
O problema
O desempenho de um disco de freio de competição depende de decisões geométricas que se compensam mutuamente — o posicionamento dos alívios de massa afeta arrefecimento, integridade estrutural e inércia rotacional ao mesmo tempo. Errar esse equilíbrio custa desempenho ou arrisca a integridade estrutural do disco sob carga térmica e mecânica real, e nenhuma simulação isolada conta a história completa.
Abordagem
A FEA térmica modelou o disco e os componentes adjacentes sob ciclos de uso reais: expansão e contração térmica, posicionamento das aletas de ventilação, empenamento, fluência, fadiga em alta temperatura e efeitos metalúrgicos como transformação de fase. O mesmo modelo de FEA capturou o lado mecânico — comportamento de tensão e fadiga que sinaliza risco de trinca, escoamento ou falha antes mesmo de existir uma peça física. Separadamente, o CFD modelou o entorno do sistema de freio — fluxo de ar e arrefecimento ao redor do disco e da pinça — para identificar problemas de desempenho de arrefecimento e validar os recursos aerodinâmicos criados para resolvê-los, prevendo a distribuição de temperatura e a dissipação de calor nas áreas críticas.
O passo que tornou os modelos confiáveis, e não apenas teóricos, foi correlacioná-los com telemetria real de pista em competição, em vez de validar apenas contra condições idealizadas de bancada.
Resultado
O modelo correlacionado permite um processo de projeto do disco fundamentado em como o carro é realmente conduzido e freado, não apenas em como um dinamômetro o representa — identificando problemas de projeto antes de um protótipo físico, e reduzindo o custo de iterar até um disco que performa sob carga térmica e mecânica real sem superdimensionamento.
Por que isso importa para o seu projeto
Componentes termo-estruturais são exatamente onde a simulação se paga mais rápido — um modo de falha capturado na FEA custa uma tarde; o mesmo modo de falha capturado depois da fabricação custa uma peça, um dia de teste e possivelmente um carro.
Imagens da simulação
Simulação de Tensão no Disco de Freio
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