Setembro 2025 vol. 12 num. 1 - XXXII Simpósio Internacional de Engenharia

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Bancada para observação dos fatores que influenciam o fenômeno shimmy

Bench for observing factors that influence shimmy phenomenon

CARVALHO, Áquila Chagas de ; SANTICIOLLI, Fabio Mazzariol ; MIRANDA, Matheus Henrique Rodrigues ; ECKERT, Jony Javorski ; SILVA, Ludmila Corrêa de Alkmin e ; DEDINI, Franco Giuseppe ;

Trabalho completo:

Shimmy, também conhecido como wobble, é uma oscilação autoexcitada (geralmente com frequência entre 4 e 10 Hz) que ocorre em rodas, especialmente nas rodas dianteiras de motocicletas, trens de pouso de aeronaves e automóveis. Esse efeito é influenciado por grandezas físicas como a rigidez do garfo da motocicleta, o trail, o ângulo caster, a velocidade do sistema, a folga nos rolamentos da roda, as características do pneu, a altura do centro de massa, a inércia de rotação e a distância entre o centro de massa e o eixo da roda traseira. A energia necessária para sustentar a autoexcitação é fornecida pelas forças e momentos de reação entre o pneu e o solo. Este trabalho tem como objetivo estudar o fenômeno do shimmy, apresentar seu comportamento, demonstrá-lo em exemplos práticos e descrever as características do efeito, bem como as condições que favorecem sua atenuação ou agravamento. Para isso, utiliza-se uma bancada experimental em escala reduzida, com 5 graus de liberdade, na qual são alteradas grandezas físicas e observados seus efeitos sobre o shimmy. Como resultado deste estudo, com base em uma matriz de experimentos, análises de sensibilidade fornecem diretrizes para o projeto de um controle passivo do efeito shimmy.

Trabalho completo:

Shimmy, also known as wobble, is a self-excited oscillation (usually with a frequency between 4 and 10 Hz) that occurs in wheels, especially the front wheels of motorcycles, aircraft landing gear, and automobiles. This effect is influenced by physical quantities such as motorcycle fork stiffness, trail, caster angle, system speed, wheel bearing clearance, tire characteristics, the center of mass height, rolling inertia, and the distance between the center of mass and the rear wheel axle. The energy required to sustain self-excitation is provided by the tire-ground reaction forces and moments exerted on the tire. This work aims to study the phenomenon of shimmy, presents its behavior, demonstrate it in practical examples, and describes the characteristics of the effect and the conditions for attenuating or aggravating the phenomenon. For this purpose, a small-scale experimental bench with 5 degrees of freedom is used, in which physical quantities are altered and their effects on shimmy are observed. As a result of this paper, based on a matrix of experiments, sensitivity analyses provide guidelines for the design of a passive control of the shimmy effect.

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DOI: 10.5151/simea2025-PAP119

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Como citar:

CARVALHO, Áquila Chagas de; SANTICIOLLI, Fabio Mazzariol; MIRANDA, Matheus Henrique Rodrigues; ECKERT, Jony Javorski; SILVA, Ludmila Corrêa de Alkmin e; DEDINI, Franco Giuseppe; "Bancada para observação dos fatores que influenciam o fenômeno shimmy", p. 619-626 . In: Anais do XXXII Simpósio Internacional de Engenharia. São Paulo: Blucher, 2025.
ISSN 2357-7592, DOI 10.5151/simea2025-PAP119

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