Emprego de espumas metálicas no design automotivo – 2

Teste de colisão virtual – Segundo Bertocchi (2005), durante uma colisão veicular, toda a energia cinética tem que ser dissipada de alguma forma até que os corpos (veículo e ocupantes) cheguem à condição de repouso. No caso do veículo, a energia será dissipada através da deformação de sua estrutura e de seu deslocamento. No caso dos ocupantes do veículo, a energia será dissipada através do seu amortecimento pelos componentes do interior do habitáculo. O risco para os ocupantes de um veículo em caso de impacto está diretamente associado com o como e o quão rápido eles perdem a sua velocidade presente no momento da colisão.

Para realização do crash test virtual, a geometria do estudo de caso foi impulsionada contra uma barreira rígida a uma velocidade de 50 km/h, a partir dos testes dinâmicos realizados anteriormente, de três diferentes formas: maciça em alumínio AA 8011, maciça em espuma metálica de alumínio (1.0-HYMFM_ALHD007) e com painel sanduíche composta por laterais de 1mm e barras de ligação de 32 mm em alumínio e preenchimento de 1 2mm em espuma metálica.

A figura 4 mostra a distribuição da deformação plástica equivalente para o modelo nas três diferentes composições de materiais. O modelo de composição tipo sanduíche uniu as propriedades dos dois materiais (alumínio e espuma metálica) resultando em um conjunto mais rígido, com menor deformação, porém com melhor absorção da energia do impacto do que o modelo em alumínio maciço. Já o modelo todo em espuma metálica foi o que sofreu maior deformação plástica, porém o que desacelerou mais lentamente. Ou seja, com o crash test, fica evidente o comportamento da espuma metálica como bom absorvedor da energia de impacto, sendo o material que desacelera mais lentamente e conseqüentemente o que tem maior dissipação plástica (deformação), transferindo para o material a maior parte da energia do impacto e não para o ocupante do veículo.

Tomando como exemplo as colisões frontais, pode-se dizer que veículos com baixa rigidez em sua região frontal deformarão mais rapidamente, diminuindo, portanto, o tempo que os ocupantes possuem para chegar ao repouso. Como visto, pode-se afirmar que a boa proteção dos ocupantes durante o impacto depende principalmente de três fatores: uma conversão eficiente da energia cinética em trabalho de deformação; baixos níveis de desaceleração para o ocupante e manutenção da integridade do habitáculo. De acordo com os testes realizados, segundo estes critérios, a espuma metálica apresenta bom comportamento para atender aos dois primeiros fatores, assim auxiliando muito para atender ao terceiro também.

Referências Bibliográficas – Alusion Metal Foams. In: Alusion, 2008. (http://www.alusion.com/product.html)
Banhart, J. Manufacturing Routes for Metallic Foams. Bremen, Alemanha, 2000.
Banhart, J. On the road: metal foams find favor. Physics Today, 2002.
Bertocchi, M. Segurança Veicular. Skill Ed., Curitiba, 2005.
Botelho, R. D., Eco-Design e Seleção de Materiais como Ferramentas para o Transportation Design – Redemat, MG, 2003
Oliveira, B. F.; Cunda, L. A. B.; Öchsner, A., Creus, G. J. Comparison between RVE and Full Mesh Approaches for the Simulation of Compression Tests on Cellular Metals. In: ACE-X – 2007 Advanced Computational Engineering and Experimenting, Algarve 2007.