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

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Validação de Modelo Matemático 3D de Tanque de Combustível Plástico para Veículos Híbrido Usando Simulação de Elementos Finitos: Análise Estrutural e de Durabilidade.

3D Mathematical Model Validation of Plastic Fuel Tank For Hybrid Vehicle Using Finite Element Simulation: Structural and Durability Analysis

SOUZA, Matheus Henrique Moreira ; RIANI, Mateus de Lucena ; SOUZA, Claudio Fernando de ; SILVA, Gustavo Luiz Silveira e ; SOUZA, David Ornelas de ;

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O avanço da mobilidade verde e a crescente demanda por redução de emissões de carbono, o uso de veículos eletrificados híbridos tem se tornado comum. Neste tipo de veículo os vapores de combustível permanecem armazenados por períodos mais longos do que em veículos de combustão interna, por isso há necessidade de tanques de combustível resistentes e capazes de suportar as altas pressões internas. Neste contexto, este trabalho propõe o desenvolvimento de tanques de combustível em plástico de polietileno de alta densidade (PEAD) para carros híbridos. O modelo matemático 3D do tanque, com capacidade útil de 45 litros, foi desenvolvido no software NX, sendo projetado para atender aos principais veículos comercializados no Brasil. As simulações estruturais, incluindo testes de vibração e pressão alternada, realizadas pelos softwares SimSolid e Optistruct, considerando condições de contorno específicas com base nas normas das principais montadoras globais. Como critério de validação, as tensões resultantes dos testes devem ser inferiores a 80% do limite de escoamento do material (19,2 Mpa). As simulações mostraram que as tensões máximas atingidas ficaram abaixo de 19,2 Mpa, logo, o design proposto, atende aos requisitos de segurança aplicados em veículos híbridos. 

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The advancement of green mobility and the increasing demand for carbon emission reduction, the use of hybrid electric vehicles has become widespread. In these vehicles, fuel vapor is stored for longer periods compared to internal combustion vehicles, necessitating more durable fuel tanks capable of withstanding high internal pressures. In this context, this work proposes the development of a plastic fuel tank made from high-density polyethylene (HDPE) for hybrid vehicles. A 3D model of the 45-liter tank was developed using NX software, designed to meet the requirements of the main vehicles sold in Brazil. Structural simulations, including vibration and alternating pressure, were conducted using SimSolid and Optistruct software, considering specific boundary conditions based on global automaker standards. As a validation criterion, the stresses from the structural tests should not exceed 80% of the material?s yield strength (19.2 MPa). The simulations showed that the maximum stress remained below 19.2 MPa, indicating that the proposed design meets safety requirements for application in hybrid vehicles. Keywords: Hybrid Vehicle, Plastic Fuel Tank, 3D Model, Structural Simulation, Vibration test and alternating pressure.

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DOI: 10.5151/simea2025-PAP03

Referências bibliográficas
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Como citar:

SOUZA, Matheus Henrique Moreira; RIANI, Mateus de Lucena; SOUZA, Claudio Fernando de; SILVA, Gustavo Luiz Silveira e; SOUZA, David Ornelas de; "Validação de Modelo Matemático 3D de Tanque de Combustível Plástico para Veículos Híbrido Usando Simulação de Elementos Finitos: Análise Estrutural e de Durabilidade.", p. 9-14 . In: Anais do XXXII Simpósio Internacional de Engenharia. São Paulo: Blucher, 2025.
ISSN 2357-7592, DOI 10.5151/simea2025-PAP03

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