W. Chagas, V. R. Velloso Silva e J. N. Brito



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ANÁLISE ESTRUTURAL EM PÓRTICO ATRAVÉS DO

MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS

W. Chagas , V. R. Velloso Silva e J. N. Brito

Universidade Federal de São João del Rei, Departamento de Mecânica,

Pça Frei Orlando, 170, Centro, São João del Rei – CEP 36307-904.
Palavras chave: Pórtico, Elementos Finitos.

RESUMO


Em tempos de economia desnacionalizada, o fator custo é imprescindível para manter-se no mercado. Tendo em vista esta afirmação, as grandes empresas têm se preocupado, cada vez mais, em diminuir os custos de projeto. Uma boa alternativa para sanar o problema de movimentação de cargas e equipamentos na planta industrial tem sido a utilização de pórticos. Eles permitem o fluxo acima das máquinas, liberando o piso.

Com a necessidade crescente da otimização dos projetos, os métodos numéricos têm se mostrado como uma poderosa ferramenta na implementação destas melhorias. Dentre eles, pode-se destacar o Método dos Elementos Finitos (MEF), que mais tem se desenvolvimento nas últimas décadas, tanto em termos teóricos como na sua implementação computacional. Este método baseia-se em princípios variacionais e na teoria da função de interpolação.

E

ste trabalho pretende analisar estruturalmente um pórtico construído de tubos de 2 polegadas em aço DIN 2424 e sua viga em perfil “I” trefilada, construída de aço ASTM A-36, conforme Fig. 1, sendo utilizada como suporte na elevação de cargas, com capacidade para 1 tonelada.

Figura 1 - Pórtico com talha manual para elevação de carga

Foram analisados os dados da simulação numérica, a fim de que fosse observada a possibilidade de otimização das dimensões, levando a uma diminuição no custo do projeto. As condições de contorno se resumem nos engastamentos na base do pórtico na direção do eixo “y”. O pórtico possui dois graus de liberdade nas direções “x” e “z”, possibilitando sua utilização em oficinas e laboratórios. As colunas e a viga são conectadas através de parafusos, o que facilita a montagem e desmontagem, conforme Fig. 1.

Os resultados mostraram que a base do pórtico cedeu 68mm no máximo, tendo um afastamento entre as colunas de 60mm no total, conforme Fig. 2 a. A tensão se manteve em torno de 4,5 MPa pelo critério de Von Misses, conforme Fig. 2 b.


(a) (b)


Figura 2 - Resultados : (a) dos deslocamentos; (b) da distribuição de tensões.

Os resultados mostraram que o pórtico esta no limite de sua capacidade em suportar a solicitação, o que pode levar a uma falha estrutural. Um estudo para implementação de melhorias no projeto pode ser iniciado, como proposta para trabalhos futuros.


Agradecimentos: Os autores agradecem ao CNPq pela bolsa de iniciação científica.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

SILVA, V. R. V., 1999. Análise estrutural de uma bicicleta através de simulação conjunta de



técnica de sistemas de multicorpos e elementos finitos . Tese de Doutorado. USP.

SHIGLEY, J. E. Elementos de Máquinas. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 1984.


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