Projeto, manufatura e validação experimental de um atenuador de impacto para um veículo formula SAE - Pires, Marcos Augusto Gueshi [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2025)
A segurança ao impacto desempenha um papel crucial na mitigação de danos em caso de colisão, e com o avanço contínuo da tecnologia automotiva e o aumento de potência dos veículos, torna-se cada vez mais essencial desenvolver e aprimorar dispositivos que garantam a integridade dos ocupantes e a redução dos danos estruturais. Nesse contexto, este trabalho investiga o desempenho de um atenuador de impacto projetado para aplicação em veículos Formula SAE, considerando requisitos normativos e fundamentos do comportamento mecânico dos materiais. Inicialmente, são revisados os principais conceitos relacionados à mecanismos de absorção de energia e proteção contra impacto em veículos, além das diretrizes estabelecidas pelo regulamento da competição. Em seguida, apresenta-se o desenvolvimento do protótipo do atenuador, abrangendo a seleção de materiais, os procedimentos de manufatura e os métodos experimentais empregados. O desempenho estrutural foi avaliado por meio de simulações numéricas no LS-Dyna e de um ensaio de compressão quase estático, conduzido em máquina universal de ensaios, com configuração representativa da fixação no chassi e instrumentação adequada para medir força e deslocamento. Os resultados experimentais e computacionais foram comparados quanto à energia absorvida, força média e de pico, além das desacelerações equivalentes, possibilitando avaliar a proximidade entre modelo e realidade. Os valores finais obtidos atendem às exigências de energia mínima de 7.350 J e limites de desaceleração do regulamento, validando o desempenho do componente projetado.

Impact safety plays a crucial role in mitigating damage in the event of a collision, and with the continuous advancement of automotive technology and the increasing power of vehicles, it has become increasingly essential to develop and improve devices that ensure occupant protection and minimize structural damage. In this context, this work investigates the performance of an impact attenuator designed for application in Formula SAE vehicles, considering regulatory requirements and the fundamentals of the mechanical behavior of materials. Initially, the main concepts related to energy absorption mechanisms and impact protection in vehicles are reviewed, along with the guidelines established by the competition’s regulations. Subsequently, the development of the attenuator prototype is presented, including material selection, manufacturing procedures, and the experimental methods employed. The structural performance was evaluated through numerical simulations in LS-Dyna and a quasi static compression test conducted on a universal testing machine, using a setup representative of the chassis mounting configuration and appropriate instrumentation to measure force and displacement. The experimental and computational results were compared in terms of absorbed energy, peak and average force, and corresponding decelerations, enabling an assessment of the agreement between the numerical model and physical behavior. The final results meet the minimum energy requirement of 7,350 J and the deceleration limits specified by the regulation, validating the performance of the designed component.
Design, manufacturing and experimental validation of an impact attenuator for a formula SAE vehicle
Keywords: Atenuador de impacto; Formula SAE; Segurança veicular; Impacto frontal; Ensaio quase estático; Impact attenuator; Formula SAE; Vehicle safety; Frontal impact; Quasi-static test