Avaliação da vida útil de um semieixo veicular modificado para fórmula SAE

Lorival Souza Macêdo , Francisco Souza Almeida , Roberto Luiz Krüger , Mirtânia Antunes Leão e João Carlos de Freitas Loureiro

Resumo
A partir da necessidade do time de Fórmula SAE Omega Motorsports em adaptar um semieixo veicular em seu protótipo, este projeto de pesquisa analisou o impacto na vida útil contra torção, da estrutura, ao emendar com solda. Baseado nas pesquisas e em ensaios com o corpo de prova original, foram esclarecidos conceitos microestruturais, mecânicos e composição. A microestrutura estudada apresentou borda dura com martensita, e núcleo dúctil com perlita. O teste de Fluorescência de Raios-X indicou a liga SAE 4140 que possui alta temperabilidade. Assim, de acordo com o estudo desenvolvido, identificando as solicitações mecânicas e compatibilidade eletrodo e metal base, a solda deve ser feita com ER110S-G, utilizando a técnica TIG. Dessa forma, para a aplicação da proposta e assegurando os cuidados mencionados na modificação, a vida útil da estrutura será a necessária para a equipe, mesmo havendo a redução da capacidade mecânica.

Palavras-chave
Fórmula SAE; Semieixo; Microestrutura; Alta temperabilidade; Solda.

Abstract
Evaluation of the useful life of a vehicle half shaft modified for SAE formula. Driven by the Formula SAE Omega Motorsports team's necessity to adapt a vehicle half-axle for its prototype, this research project assessed the torsional impact on the structural service life upon welding splices. Through research and tests conducted on the original specimen, microstructural, mechanical, and compositional insights were elucidated. The studied microstructure exhibited a hard edge comprising martensite, and a ductile core featuring pearlite. X-ray Fluorescence testing confirmed the high hardenability of the SAE 4140 alloy. Consequently, based on the study's findings, which identify mechanical stresses and ensure electrode and base metal compatibility, welding should be performed using ER110S-G, employing the TIG technique. Therefore, by implementing the proposed approach and adhering to the outlined precautions in the modification process, the structure’s service life will meet the team's requirements, notwithstanding any reduction in mechanical capacity.

Keywords
SAE formula; Half shaft; Microstructure; High hardenability; Welding.

DOI
10.21438/rbgas(2024)112714

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