Ensaios Automotivos

O chassi de um veículo é fundamental para a segurança geral, estabilidade de condução, conforto ao dirigir e eficiência de combustível — e, com a transição para a eletromobilidade, apresenta novos desafios para os ensaios.

• Um tema-chave é o ensaio de grandes peças estruturais fundidas (Mega Castings). Essas peças de alumínio fundido sob pressão para o sistema de suspensão reduzem significativamente o número de componentes em um veículo e, consequentemente, a complexidade na produção. Novas tecnologias permitem paredes finas e uma redução no peso do veículo. Durante a solidificação dessas grandes peças, podem ocorrer defeitos como inclusões de ar ou fissuras. Como se trata de componentes estruturais, eles estão sujeitos aos mais rigorosos padrões de segurança, tornando os ensaios extensivos indispensáveis. O desafio nos ensaios é que as peças possuem geometrias muito complexas, mas é necessário extrair corpos de prova de tração plana, o que permite apenas amostras com geometria muito pequena. Para a realização desse ensaio de tração em miniatura, a ZwickRoell oferece suportes hidráulicos de fixação curta especialmente desenvolvidos para corpos de prova em miniatura provenientes de Megacastings, capazes de superar os desafios de fixação e garantir uma medição precisa. Corpos de prova de tração plana são necessários porque corpos de prova cilíndricos teriam que ser usinados por fresamento, o que removeria a camada externa — essa camada é, porém, crucial para a avaliação da qualidade da peça fundida.
• Em conjunto com os amortecedores, as molas de suporte atuam como elementos de amortecimento entre a suspensão e a carroceria, sendo essenciais para o conforto ao dirigir e a segurança dos veículos modernos. Especialmente em veículos elétricos, os ensaios de molas e amortecedores ganham ainda mais importância para ajustar o comportamento do veículo ao peso adicional dos sistemas de baterias. Para aplicações automotivas, são preferencialmente usadas molas helicoidais (molas de compressão). O sistema de ensaio de molas da ZwickRoell se destaca por uma plataforma de medição multiaxial única, com até nove células de carga que, além das forças axiais, capturam com alta precisão forças transversais e linhas de ação das forças, determinando automaticamente e conforme normas todos os parâmetros da mola — incluindo pontos de ruptura, constante da mola, força de bloqueio e envoltório do curso.
• Rodas no setor automotivo são constituídas pelo aro produzido em aço, metal leve ou materiais compósitos e pelo pneu pertinente. O pneu é um corpo compósito complexo de materiais das mais diferentes propriedades físicas. Os sistemas de ensaio ZwickRoell são usados para determinar as propriedades quase-estáticas e dinâmicas de rodas, aros e pneus. Isso abrange desde ensaios padrão em borracha, tecidos e fios até ensaios no sistema completo roda/aro/pneu.

Os Metaiadesempenham um papel central na construção automotiva – garantem estabilidade, segurança e durabilidade e são fáceis de processar. Desde aços de alta resistência e ligas de alumínio para construções leves até componentes complexos fundidos e forjados, os materiais metálicos precisam suportar cargas extremamente elevadas.

• A base para a avaliação e caracterização são os ensaios de tração em metais de acordo com a ISO 6892-1 ou ASTM E8 com determinação dos valores r e n. Aqui são analisados os valores básicos de resistência da chapa fina.
• Além disso, nos processos modernos de construção de carrocerias, os métodos de ensaio de conformação de chapas metálicas e o ensaio de flexão em pequenos pratos VDA 238-100 desempenham um papel importante para garantir o melhor uso possível dos materiais.
• Em caso de acidente, ocorrem taxas de deformação extremamente elevadas, entre outras coisas, na carroceria do veículo. Para poder avaliar e otimizar com precisão a segurança e o desempenho em caso de colisão dos materiais e componentes utilizados, é necessário conhecer o comportamento sob essas condições. Os valores característicos necessários para isso são fornecidos através de ensaios de alta velocidade em máquinas de ensaios da série HTM.
• Além disso, a resistência à fissuração KIc é um parâmetro central para avaliar a resistência à ruptura de materiais metálicos. Descreve a resistência ao crescimento de fissuras e é determinada de acordo com a norma ASTM E399 em uma amostra pré-definida com fissuras.

A ZwickRoell oferece todos os métodos de ensaios necessários para a calibração de modelos comuns de materiais e falhas, contribuindo assim para o desenvolvimento de estruturas veiculares seguras e eficientes.

Os crescentes requisitos de construção leve e as novas exigências decorrentes da eletrificação dos veículos estão levando cada vez mais a utilização de peças plásticas na construção automotiva. Isso traz novos desafios, pois agora também é necessário desenvolver modelos de materiais adequados para plásticos para simulações, como simulações de colisões.

Além das caracterizações clássicas estáticas de materiais plásticos, os ensaios de alta velocidade, como ensaios de ruptura rápida e ensaios de perfuração, estão ganhando cada vez mais importância para ensaiar o comportamento dos plásticos em condições extremas. Além disso, os ensaios de fadiga em plásticos desempenham um papel cada vez mais importante para garantir a resistência a longo prazo dos plásticos e suas ligações. CAMPUS (Computer Aided Material Preselection by Uniform Standards) é uma rede de fabricantes de materiais que melhora a comparabilidade dos resultados de ensaios através de padrões de ensaio uniformes, criando assim uma base para a normalização dos ensaios de fadiga de plásticos na construção de carrocerias; a ZwickRoell participa ativamente nessa rede e, portanto, está sempre na vanguarda da tecnologia em termos de métodos de ensaio.

O ensaio mecânico de materiais de componentes de motores e transmissões é essencial para garantir a confiabilidade e o desempenho dos motores de combustão e dos sistemas de transmissão. Componentes como bielas, virabrequins, molas de válvulas e embreagens são submetidos a altas cargas mecânicas durante o funcionamento e, por isso, precisam passar por ensaios rigorosos. Esses ensaios incluem, entre outros, ensaios de fadiga, ensaios de dureza e ensaios de torção, que contribuem para garantir a vida útil e a segurança dos componentes. A ZwickRoell oferece soluções de ensaio padronizadas e personalizadas que atendem aos requisitos específicos da indústria automotiva.

Desde ensaios de conforto em bancos de automóveis, passando por ensaios de acionamento em interruptores e botões, até características de força-deslocamento em válvulas magnéticas ou ensaios mecânicos de sistemas de airbag e cintos de segurança – a ZwickRoell oferece soluções de ensaio precisas para as diversas exigências do interior dos veículos. Para que o conforto, a funcionalidade e a segurança possam ser ensaiados para produção em série.