9 conclusões principais do evento IABC 2021

1. Menos gerenciamento dos carros por parte do OEM = maior velocidade de entrada no mercado
2. Os modelos EV são mais seguros do que seus equivalentes ICE
3. Impacto lateral do IIHS 2.0 definido e contextualizado
4. Os componentes de BIW de tamanho extremo estão aqui
5. Processo de validação de BIW de velocidade com gêmeos digitais
6. Cálculo rápido da resistência ao esmagamento lateral de estruturas automotivas com paredes finas
7. Como obter ganhos impressionantes em métricas de BIW: Honda MDX 2022
8. Adaptação da plataforma Ford C2 para uma caminhonete: Ford Maverick 2022
9. Absorção de energia otimizada: Nissan Rogue 2021
   
   

Conclusão n° 1 do IABC

A Ford desenvolve o Maverick 2022 vinte meses mais rápido, utilizando menos gerenciamento

O Ford Maverick 2022 foi desenvolvido vinte meses mais rápido do que qualquer outro carro da história da Ford. Jim Baumbick, vice-presidente de Gerenciamento de Vida Útil de Produtos da Ford, explica:

“...o que pouco se sabe é que pulamos 95% dos fóruns de liderança sênior, os formulários tradicionais que usamos para aprovações de produtos. E criamos um ambiente onde a liderança basicamente aparecia [apenas uma vez] por semana.

Toda sexta-feira, havia uma oportunidade de duas horas e, se um líder precisasse interagir ou quisesse um status, poderia aparecer naquela hora e obter uma atualização. Porém, o mais importante é que a agenda foi definida pela equipe de [desenvolvimento] do que eles precisavam em termos de ajuda da equipe de liderança, para alcançar o objetivo final [de desenvolver um carro 25 meses mais rápido do que nunca]."

O Maverick é vendido a partir de US$19.995 MSRP(!).

Conclusão n° 2 do IABC

Os modelos EV são mais seguros do que seus equivalentes ICE

David Zuby do Insurance Institute for Highway Safety-Highway Loss Data Institute (IIHS-HLDI) contou como os veículos elétricos (VEs), em comparação com seus ICEs equivalentes do mesmo modelo, apresentam:

1. Frequências de sinistro de seguro mais baixas.
2. Custo aproximadamente igual de reparos que os modelos ICE.
3. Uma taxa 22% menor de alegações de lesões dos membros inferiores.
4. Pedidos de indenização 40% menores para proteção contra lesões pessoais (também conhecido como seguro de "nenhuma falha").
5. Uma taxa 41% menor de pagamentos de seguro médico.

Conclusão do IHS-HLDI: O seguro dos VEs deve custar menos do que seus ICEs equivalentes.

No entanto, os VEs causam mais danos a outros veículos durante o impacto, provavelmente devido aos seus maiores pesos (bateria). [A SSAB analisa como os designers de automóveis resolverão esse desafio em futuros projetos de VEs.]

Zuby continuou: o Chevrolet Bolt, o Nissan Leaf, e os Modelos 3 e 4 da Tesla, em comparação com outros carros ICE em seus segmentos (e não apenas seus modelos equivalentes, se for o caso) têm um desempenho muito favorável. As fatalidades para o Leaf, que está no mercado há um tempo suficiente para coletar dados estatisticamente significativos, são baixas em comparação com os carros ICE em seu segmento.

E não há diferença significativa entre os VEs e seus equivalentes ICE para incêndios não relacionados a colisões. Atualmente, não há dados suficientes para tirar conclusões sobre incêndios pós-colisão e fatalidades para os VEs: o número de fatalidades causadas por incêndios pós-colisão (onde o incêndio foi o único evento mais nocivo) está nos valores de um dígito para os VEs.

Conclusão n° 3 do IABC

Teste de Impacto Lateral 2.0: As OEMs querem alcançar uma alta pontuação

Becky Mueller destacou as mudanças mais significativas dos testes de Impacto Lateral 1.0 a 2.0, em que o IIHS-HLDI está tentando combinar o tamanho e o formato de um SUV de médio porte –– algo como um Ford Explorer. O teste 2.0:

1. Aumenta de 50 km/h para 60 km/h o impacto perpendicular da Barreira Deformável Móvel (MDB), também conhecida como "crash cart".
2. Aumenta o peso da MDB para 1900 kg para refletir o maior número de SUVs e picapes da atualidade. Juntas, as mudanças de velocidade e de peso significam que o novo teste de Impacto Lateral 2.0 do IIHS fornece 82% mais energia do que seu teste 1.0.
3. Adicionar suspensão ao MDB para um rolamento mais consistente (isto é, reduzir o balanço).
4. As atualizações à face de barreira de 20 anos no MDB para refletir os designs atuais de SUVs e picapes com menor altura geral, barreira mais espessa e mudanças na rigidez da barreira.

O IIHS-HLDI descobriu que a intrusão máxima na coluna B é um estimador altamente eficaz de fatalidades –– e que reduzir a intrusão em 20 cm reduz as mortes em 25%.

O teste inicial de Impacto Lateral 2.0 do IIHS-HLDI de 15 pequenos SUVs forneceu vários resultados: de apenas três centímetros (coluna B à linha central simulada; isto é, ruim) a 23 cm, considerado "excepcional" ("bom" sendo além do necessário para o espaço de sobrevivência de uma pequena boneca feminina).

Quanto menor a quantidade de intrusão de impacto lateral da coluna B, melhores as chances de sobrevivência – sendo que a distância até a pélvis do ocupante é uma métrica fundamental. Imagens cortesia do Insurance Institute for Highway Safety-Highway Loss Data Institute, Arlington, Virgínia, EUA www.iihs.org.

Além disso, embora os projetos atuais de SUVs pequenos tenham protegido bem a cabeça e a parte superior do torso, o torso inferior e a região pélvica permanecem vulneráveis em alguns modelos, conforme determinado no teste de Impacto lateral 2.0, exigindo contramedidas em designs de segurança de BIW.

Uma maior porcentagem do valor Good Boundary (lado direito dos gráficos) significa menor chance de lesões. "HIC" significa Critério de Lesão por Calor. Gráficos cortesia do Insurance Institute for Highway Safety-Highway Loss Data Institute, Arlington, Virgínia, EUA www.iihs.org.

Conforme anteriormente relatado pelo IIHS-HLDI, as portas parecem experimentar uma deformação maior nos testes 2.0. O IIHS-HLDI pretende usar o novo Teste de Impacto Lateral 2.0 para o seu Top Safety Pick 2023.

Conclusão n° 4 do IABC

Novos componentes de BIW de "tamanho extremo" simplificam a montagem e o ferramental de automóveis

Falando em portas, a Gestamp tem algumas abordagens novas e ousadas para fazer o que chamam de "anéis de porta estampados a quente com reparo sobreposto", relata Paul Belanger. Isso é uma continuação de seus produtos BIW de tamanho extremo, que agora incluem anéis de porta única, pisos inteiriços e estruturas de anel.

Os objetivos "extremos" para os anéis de porta são reduzir o número de peças de BIW, simplificar a produção e a montagem, reduzir custos, aumentar a segurança e reduzir as emissões de CO₂ . Para seus anéis de porta otimizados, desenvolvidos para atender aos requisitos de segurança cada vez maiores, a Gestamp integrou oito peças em uma peça de aço endurecido por prensagem (PHS) usando ferramentas de tamanho extremo.

Com essa nova solução tecnológica, a Gestamp oferece uma alternativa totalmente nova ao mercado, utilizando peças de corte com solda a ponto – sobrepondo os cortes de RSW. As novas linhas de produção em série da Gestamp não exigem ablação, mas usam internamente a solda a ponto, proporcionando um ajuste fácil da peça de corte e da solda, conforme necessário. O design maximamente integrado do anel da porta é econômico, enquanto melhora a rigidez em áreas-chave.

A solução de reparo sobreposto da Gestamp elimina a necessidade de ablação, simplificando o processo de soldagem. Os reparos podem ser projetados para aumentar a rigidez em locais críticos. As imagens são cortesia da Gestamp.

Conclusão n° 5 do IABC

"Virtual Assembly References" (Referências de Montagem Virtual) aceleram o processo de validação de BIW

Imagine um método de montagem digital de estrutura de carroceria (body in white - BIW), que valida seus processos, ao mesmo tempo em que prevê e evita problemas que normalmente não são descobertos até que as peças físicas cheguem. Foi assim que Todd McClanahan descreveu o uso de uma Referência de Montagem Virtual da AutoForm Assembly – algo que outros chamam de gêmeo digital.

A VAR (Virtual Assembly Reference, referência de montagem virtual) leva o conjunto para sua precisão nominal pretendida. Encontrar essas novas geometrias-alvo –– no início da fase de engenharia de um projeto –– permite que os fabricantes eliminem vários episódios de modificações de ferramentas, economizando tempo e custos. A VAR melhora a compreensão dos engenheiros do relacionamento entre peças individuais e toda a montagem, gerando novas geometrias-alvo para componentes como parte de uma estratégia eficaz de compensação de design. A meta é efetuar menos modificações de componentes em uma fase posterior do desenvolvimento, reduzindo os custos com ferramentas e equipamentos e, ao mesmo tempo, alcançando mais cedo a "alta maturidade" e a robustez –– reduzindo, por fim, os prazos de entrega.

Conclusão n° 6 do IABC

Equação de avaliação rápida para estruturas automotivas de paredes finas

A Ford e Altair Engineering apresentaram em conjunto uma nova equação para estimar rapidamente a resistência ao esmagamento lateral de estruturas de paredes finas com múltiplas células quando submetidas a uma carga de curvatura em 3 pontos. Seu objetivo era criar uma ferramenta útil para a avaliação rápida de diferentes configurações de design.

A equação é baseada no princípio básico de mecânica estrutural da deformação de placas finas – complementada com fatores empíricos para representar as restrições geométricas de construções de paredes finas com múltiplas células. A equação semiempírica para prever o pico de resistência ao esmagamento lateral de seções de paredes finas foi verificada com dados coletados de testes físicos e modelos de simulação de elementos finitos.

Conclusão n° 7 do IABC

Honda MDX 2022: ganhos impressionantes em métricas de BIW

Em um tema repetido por todas as OEMs na IABC 2021, a Honda pretende alcançar altas classificações de colisão por meio de uma combinação de design inovador de BIW e materiais de maior resistência. Para materiais em geral, o seu novo design do MDX para 2022 possui 60,9% de aço de alta resistência e 8,8% de alumínio, ajudando o MDX a alcançar:

• um aumento de 68% no esmagamento axial em trajetória de carga superior
• um aumento de 29% na curvatura controlada por trajetória de carga de subestrutura
• um aumento de 34% na capacidade de carga de soleiras laterais
• E um aumento de 10% na capacidade de carga da coluna A

Um novo aço AHSS de 1,0 mm com TS 780MPa, para o painel inferior, economiza 3,3 kg (substituindo o painel TS 590MPa anterior de 1,2 mm) enquanto reduz a intrusão de colisões no compartimento do passageiro.

Novas vigas de intrusão de portas orientadas para distribuir as cargas a colunas e soleiras laterais aumentam a absorção de energia oriunda de impactos laterais. As vigas se sobrepõem à estrutura da carroceria, transferindo a carga diretamente para a carroceria, em um nível baixo na estrutura. Como resultado, a intrusão da coluna B no compartimento é reduzida em 34%.

O MDX 2022 possui um anel de porta de 4 partes, que apresenta solda a laser sob medida do aço endurecido por prensagem (PHS) de 1500 MPa. Vinte e três metros de adesivo estrutural de alto desempenho são usados para melhorar a rigidez da carroceria. (Outro apresentador da IABC, Henkel, relatou extensos dados de teste em veículos soldados vs. veículos unidos por solda/adesivo, demonstrando maior rigidez da carroceria e absorção de energia em estruturas metálicas, ao mesmo tempo em que aumentou a durabilidade à fadiga.) Todos esses esforços de rigidez da carroceria resultaram em um MDX com uma rigidez de torção global 32% melhor, para uma melhor resposta de manuseio, NVH e conforto de viagem.

Conclusão n° 8 do IABC

Ford Maverick 2022: adaptação da plataforma C2 para uma caminhonete

Além de seu rápido desenvolvimento, a caminhonete Ford Maverick 2022 apresenta muitas inovações no design de sua carroceria.

Para começar, a Ford usou ao máximo a sua plataforma C2 existente. Mas o piso totalmente novo da parte traseira da caminhonete Maverick significou novos designs à arquitetura de seus trilhos traseiros, reforços e extensões de soleira lateral, piso de carga da parte traseira, reforço da soleira traseira e reforço da coluna em D para a abertura do porta-malas.

A transição entre a caixa e a cabine da caminhonete Maverick é mais extrema do que a transição de trilhos vista em uma caminhonete típica. O novo design“rail-in-rail” divide o trilho em duas estampagens para: 1) permitir a profundidade necessária do trilho, 2) melhorar a estabilidade da seção e 3) otimizar a junta entre o trilho traseiro e a soleira da cabine traseira. A metade superior da integração da cabine e da caixa do Maverick resultou em um fluxo contínuo da parte interna e externa do trilho superior da caixa para a estrutura da coluna C.

O Ford Maverick 2022 é um veículo global, capaz de atender às normas de segurança em todo o mundo.

O aço de ultra-alta resistência foi usado estrategicamente em combinação com uma variedade de outros materiais para proteger o compartimento dos passageiros, tanto através da resistência do material quanto do gerenciamento da energia contra colisões. A Ford observa que, ao longo dos anos, os requisitos de colisão frontal evoluíram para modos severos e complexos – levando à necessidade de desenvolver partes frontais capazes de lidar eficientemente com cargas de colisão em várias direções.

Em resposta a isso, a Ford desenvolveu sua Estratégia de Trajetória de Carga Tridimensional (Three-Dimensional Load Path – 3DLP) para utilizar subsistemas da parte frontal (assentos dianteiros, trilhos, subestrutura) para gerenciar a energia de colisões em várias sobreposições - verticalmente e através da parte frontal. A 3DPL usa otimização do pulso de colisão por meio da implantação oportuna de subsistemas estruturais, acoplando todos os subsistemas da parte frontal para melhor o gerenciamento da energia em todas as direções.

Conclusão n° 9 do IABC

Nissan Rogue 2021: absorção de energia otimizada

O Nissan Rogue 2021 apresenta uma redução total de 5% em seus coeficientes de resistência aerodinâmica (Cd), graças em parte às suas cortinas de ar (primeiro um segmento, -1% Cd), defletores de pneus 3D (-5% Cd), obturador de grade ativo, proteção da parte inferior da carroceria, traseira otimizada (combinação de aerofólio traseiro/lâmpada) e formato otimizado da coluna A.

O design de segurança passiva do Rogue 2021 utiliza o UHSS, com um uso mais amplo de aço ao boro estampado a quente para equilibrar a massa, bem como os requisitos de emissões e segurança. Vários trajetos de carga nas vigas de seu piso ajudam a transferir as forças de impacto para longe dos ocupantes. O Rogue também apresenta uma nova plataforma conectada uniformemente para melhor distribuição da carga axial, proporcionando uma absorção otimizada da energia. A estrutura do capô e do para-lamas do Rogue, que absorve energia, minimiza o impacto na cabeça dos pedestres, enquanto uma almofada de absorção de energia reduz os impactos nas pernas.

Principais conclusões do International Automotive Body Congress de 2021

1. O uso de aços HS, AHSS e UHSS continua a aumentar em novos designs de estruturas de carroceria (body in white - BIW)
2. O uso dos aços estampados a quente (PHS) em BIW parece estar aumentando.
3. O Teste de Impacto Lateral 2.0 do IIHS exigirá algumas contramedidas de design em alguns veículos para reduzir a intrusão da coluna B e a alta deformação da porta.
4. Os VEs em circulação agora estão mais seguros do que os seus modelos equivalentes e seu seguro agora deve custar menos.