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CBA mostra case de barra de proteção de alumínio em substituição ao aço em automóveis

No Simpósio SAE, empresa apontou que peça extrudada apresenta uma série de vantagens

A Companhia Brasileira de Alumínio (CBA) participou como palestrante do painel Novas Tecnologias dos Metálicos para Setor Automotivo”, no 13º Simpósio SAE Brasil de Novos Materiais e Aplicações na Mobilidade. A empresa apresentou seu case de performance de uma barra de proteção lateral da porta: a peça original de aço DP800 (bifásico) foi substituída por outra de alumínio extrudado.

A partir das características do modelo original (baseline), chegou-se a quatro diferentes propostas de tipologia de perfil, produzidas com as ligas de alumínio 6082 e 7046, esta última de alta resistência. 

“O processo de extrusão do alumínio permite uma ampla gama de geometrias, inclusive com diferentes espessuras na mesma peça, fazendo com que os pontos críticos sejam mais bem calibrados”, explicou Nataly Yoshino, head de Desenvolvimento de Mercado e Inovação da CBA, responsável pela apresentação.

A escolha da melhor proposta foi realizada por um estudo de DOE (design of experiments). Foram utilizados dois cenários distintos. No primeiro, ela é baseada no peso em relação ao baseline (maior redução de peso mantendo o nível de segurança); no outro cenário, a escolha foi feita considerando a capacidade de absorção de energia (mantendo o peso e potencializando a segurança).

Os dois cenários foram eleitos para que os resultados permitissem a melhor visualização da combinação entre leveza e desempenho de absorção de impacto. Por meio de simulações CAE (engenharia assistida por computador), foram realizados os quatro diferentes testes a seguir:


Rigidez estática — Nesse teste, as duas pontas da barra são engastadas e aplica-se 1 N de força no ponto central, aferindo qual é o deslocamento ocorrido. A rigidez é calculada pela razão entre força e deslocamento. 

A proposta de alumínio com melhor desempenho obteve, com metade do peso, rigidez maior que a da baseline

Flexão — Aqui, a barra é apoiada em dois rolos rígidos. Aplica-se uma força vertical no ponto central até sua ruptura, determinando o deslocamento e a força necessária até esse momento. 

Para atingir o mesmo resultado em termos de energia, 240 J, a melhor proposta feita de alumínio é 2,7 vezes mais leve, com apenas 0,78 kg. Quando se mantém o peso da baseline, a barra de alumínio com melhor desempenho consegue suportar seis vezes mais energia. 

Impacto lateral com ocupante — Esse é um dos testes de crash, em que uma barreira móvel de 950 kg, posicionada na linha do ponto H do ocupante (linha em que o quadril fica posicionado), atinge o veículo a 50 km/h. 

É aferida a intrusão da porta e da coluna B, além do nível de lesões provocadas no dummy ES2 (especialmente desenvolvido para a avaliação de impacto lateral) na cabeça, costelas, abdômen e pelve. 

As propostas de alumínio superaram o desempenho da baseline ou obtiveram números bastante próximos. Uma delas, no entanto, teve um destaque significativo no quesito deslocamento de costela, com uma redução de 1,4 mm em relação ao original em aço. 

Intrusão de porta — Um poste rígido de 12 pol é posicionado na linha do ponto H do ocupante e movido com velocidade constante de até 18 pol de intrusão. São feitas duas medições, aferindo a força de intrusão com 6 e depois com 12 pol. 

Além da rigidez e do momento de ruptura da barra, a interação com as estruturas interna e externa da porta também influencia na segurança dos ocupantes. Todas as propostas superaram o target legal, sendo que uma boa parte também ultrapassou o desempenho da baseline

Nataly ainda destacou a importância do trabalho em conjunto com a engenharia das montadoras. No caso, essa colaboração permitiu a retirada de peça de suporte tubular, com a fixação passando a ser feita diretamente por parafusos.

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