Development of an experimental model to estimate the service life of a tire

Orientador: Ludmila Corrêa de Alkmin e Silva Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: Este trabalho visa o desenvolvimento de uma modelagem experimental, com a implementação de métodos estatísticos de mínimos quadrados e máxima verossimilhança em um software utilizando ajuste linear e exponencial, para a estimativa da vida útil de pneus de veículos de passeio. O pneu desempenha funções essenciais como: garantir a dirigibilidade do veículo, segurança e bom desempenho. Atualmente, um dos requisitos dos fabricantes de veículos é a prova da durabilidade real ou da vida útil do pneu, tendo em vista, que os fabricantes de pneus investem tempo e dinheiro para garantir que os testes de durabilidade e vida útil sejam feitos em seus novos produtos. Nos modelos atuais, empresas que executam testes de durabilidade de pneus utilizam um modelo matemático de extrapolação para estimar a vida útil do pneu. Contudo, para atingir este objetivo é necessário rodar os pneus até que o seu indicador de desgaste (TWI) tenha sido alcançado, para tal, pode-se necessitar uma quilometragem superior ou igual a 40000 km. Medições intermediárias do desgaste do pneu são feitas a cada 5000 km e projeções intermediárias são obtidas a cada medição, para estimar a vida útil do pneu. Esse teste pode levar pelo menos nove semanas gerando um alto custo. Assim, este trabalho tem como objetivo estimar a vida útil do pneu empregando modelos estatísticos não lineares como Mínimos Quadrados e Máxima Verossimilhança, visando obter uma maior precisão dos resultados obtidos, uma vez que o elastômero apresenta comportamento não linear, garantindo redução de custos, tais como galões de combustível e recursos humanos Abstract: This work aims to develop an experimental model, with the implementation of statistical methods of least squares and maximum likelihood in software using linear and exponential adjustment, to estimate the service life of a passenger car tire. The tire is a complex product, built with different types of components that utilize a large variety of raw materials. Besides that, tires perform essential functions to ensure the vehicle’s drivability, safety, and good performance. Nowadays, one of the car manufacturer requirements is the proof of the real durability or tire’s service life, thus, tire manufacturers are investing time and money to ensure that durability and service life tests are being done in their new products. In current models, companies that execute tire durability tests, use a linear mathematical model to estimate the tire’s service life. However, to achieve this goal, it is necessary to run the tires until its tread wear indicator (TWI) has been reached, where it may take a mileage higher or equal to 40000 km. Intermediary measurements of the tread wear are done every 5000 km to be used in the mathematical model to estimate the tire life. This kind of test can take at least nine weeks having a high cost. This work aims to estimate the tire service life, employing non-linear mathematical models as Maximum Likelihood and Least Squares, aiming to obtain higher reliability of the results obtained, since the rubber shows a non-linear behavior, thus ensuring a cost reduction, such as gallons of fuel and human resources Mestrado Mecânica dos Sólidos e Projeto Mecânico Mestre em Engenharia Mecânica