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

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Otimização de Reforços Aplicada a Projetos de Caixas de Filtro de Ar

Bead Optimization Applied to Air Filter Box Designs

SIMAS, Fernando Santurbano Tavares ; OKUBO JÚNIOR, Carlos Massaiti ; BUENO, Estela Mari Ricetti ;

Trabalho completo:

O filtro de ar é um componente essencial do sistema de admissão de ar de um veículo, que é o sistema projetado para conduzir ar fresco, limpo e em quantidade adequada para dentro das câmaras de combustão. Para fornecer ar limpo, utiliza-se um elemento filtrante que fica abrigado na caixa do filtro de ar. Além de abrigar o filtro, a caixa do filtro de ar visa garantir uma condição apropriada de escoamento do ar e mitigar os ruídos provenientes do motor. Devido aos formatos e materiais da caixa do filtro de ar, é importante avaliar as frequencias naturais da peça para evitar problemas relacionados a ruído, vibração e até mesmo falhas mecânicas. Em geral, uma meta de frequência para o primeiro modo de vibrar é especificada pelas fabricantes de veículos. Muitas vezes, para atingir a faixa de frequências desejada, muitas iterações de projeto são realizadas, demandando tempo e orçamento do projeto. O objetivo deste trabalho é aplicar à caixa do filtro de ar uma metodologia chamada Otimização Topográfica. Alguns estudos de caso são apresentados neste trabalho, destacando os principais resultados e conclusões sobre o uso do método para este tipo de componente.

Trabalho completo:

The air filter is an essential component of a vehicle's air intake system, which is the system designed to conduct fresh and clean air in adequate amount into the combustion chambers. To provide clean air, a filter element is used which is housed in the air filter box. In addition to housing the filter, the air filter box aims to ensure proper air flow and mitigate noise coming from the engine. Due to the air filter box shapes and materials, it is important to evaluate the natural frequencies of the part to prevent issues regarding noise, vibration and even mechanical failures. In general, a target frequency is specified for the first vibration mode by the vehicle manufacturers. Often, to achieve the desired frequency range, many design iterations are performed, demanding time and project budget. The objective of this work is to apply to the air filter box a methodology called Topography Optimization, also known as Bead Optimization. In this work, some case studies are presented, highlighting the main results and conclusions about the use of the method for this type of component.

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DOI: 10.5151/simea2025-PAP33

Referências bibliográficas
  • [1] JIANG, FENG; LI, MINGHAI; WEN, JIAYAN; TAN, ZEDAN; ZHOU, WENYUN. Optimization Analysis of Engine Intake System Based on Coupling Matlab-Simulink with GT-Power. Mathematical Problems in Engineering, 202AEA – Brazilian Society of Automotive Engineering - SIMEA 2025 8
  • [2] MODAQEQ, TAIBULLAH; JOIA, REZA; TULEPOV, MARAT. A Comprehensive Review on Understanding Car Air Filters: Structure and Mechanism of Operation. International Journal For Multidisciplinary Research, 2025.
  • [3] SIANO, D.; COSTA, M.; BOZZA, F. Prediction and enhancement of the acoustic performance of a spark ignition engine intake air filter box. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 201
  • [4] SIMSCALE DOCUMENTATION. Access on April 28th, 2025. Available in: < https://www.simscale.com/docs/ >
  • [5] ZHANG, XUEFENG; WANG, P.; LI, WEN. Reduction of panel sound radiation through topology design, 2006.
  • [6] MathWorks – Learn. Access on 29th, 2025. Available in:
  • [7] RAO, SINGIRESU S. Mechanical Vibrations, 5th edition, 2010.
  • [8] INMAN, DANIEL J. Engineering Vibrations. 4th edition, 2013.
  • [9] KIM, HYUN-GUK; NERSE CAN; WANG, SEMYUNG. Topography optimization of an enclosure panel for low-frequency noise and vibration reduction using the equivalent radiated power approach. Materials & Design, Volume 183, 201
  • [10] MSC Nastran 2022.2 – Design Sensitivity and Optimization User’s Guide, 2022.
  • [11] Altair, OptiStruct User Guide. Access on 28th, 2025. Available in:< https://help.altair.com/hwsolvers/os/topics/solvers/os/topography_opt_intro_c.htm>
  • [12] KONG, Y.S.; ABDULLAH, S.; OMAR, M.Z.; HARIS S.M. Topological and Topographical Optimization of Automotive Spring Lower Seat. Latin American Journal of Solid and Structures, 2016.
  • [13] YANG, R.J.; CHEN, C.J.; LEE C.H. Bead pattern optimization. Structural Optimization, 1996.
Como citar:

SIMAS, Fernando Santurbano Tavares; OKUBO JÚNIOR, Carlos Massaiti; BUENO, Estela Mari Ricetti; "Otimização de Reforços Aplicada a Projetos de Caixas de Filtro de Ar", p. 151-158 . In: Anais do XXXII Simpósio Internacional de Engenharia. São Paulo: Blucher, 2025.
ISSN 2357-7592, DOI 10.5151/simea2025-PAP33

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