Repositório de Outras Coleções Abertas (ROCA): Projeto, desenvolvimento e modelagem de uma bancada experimental sujeita a cargas de flexão e torção
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Título: Projeto, desenvolvimento e modelagem de uma bancada experimental sujeita a cargas de flexão e torção
Autor(es): Oliveira, Adriano Martins de
Referência: OLIVEIRA, Adriano Martins de. Projeto, desenvolvimento e modelagem de uma bancada experimental sujeita a cargas de flexão e torção. 2017. 38 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Engenharia Mecânica. Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2017.
Resumo: Cada vez mais a indústria necessita de meios que garantam rapidez, segurança e alta qualidade em seus projetos e produtos. Neste contexto, a análise do comportamento de estruturas constitui numa parte importante do desenvolvimento do produto, entretanto as dificuldades econômicas e práticas, associadas à avaliação do comportamento por meio de ensaios em escala real têm estimulado o desenvolvimento e uso de métodos de simulação numérica capazes de representar satisfatoriamente o comportamento de estruturas reais. No geral, estruturas são muito complexas para simulações numéricas, o que acarreta a necessidade de computadores robustos e um tempo significativo para o processamento dos dados. Para ultrapassar estas dificuldades, tais estruturas podem ser aproximadas por um modelo bem mais simples, como por exemplo, uma viga em balanço. Pensando nisso, este trabalho tem como objetivo o projeto e modelagem numérica de uma viga engastada livre e seus componentes de fixação da estrutura, sujeitos a carga de flexão e torção. Este projeto poderá ser usado para a fabricação física da estrutura, e assim possibilitar aos alunos de engenharia realizar estudos do comportamento estático e dinâmico de estruturas similares. A metodologia adotada considera uma viga na condição engastada livre, de aço com perfil em formato U, projetada em ambiente CAD e modelada numericamente em um software que tem por base o método de Elementos Finitos. Para análise estática em ambiente de simulação, é definido as condições de contorno e aplicado cargas gradativas na extremidade livre da viga em balanço, gerando deflexão até que o material seja deformado próximo ao limite de resistência elástica conforme o critério de Von Mises, os dados são analisados e usados para o dimensionamento analítico dos componentes de fixação da estrutura.
Abstract: Increasingly a demanding industry of means that guarantee speed, security and high quality in its projects and products. In this context, an analysis of the behavior of structures constituted in important part of the product development, economic and practical difficulties, associated with the evaluation of the behavior by means of real scale tests, estimated the development and use of numerical simulation methods, able to Represent Satisfactorily the behavior of reals. In general, the structures are very complex for numerical simulations, which entails a need for robust computers and a significant time for data processing. To overcome these difficulties, a much simpler model, such as a swing beam, can approximate such structures. With this in mind, this work aims at the design and numerical modeling of a beam and its components of fixation of the structure, subjected to bending and twisting loads. This design can be used to physically fabricate the structure, and thus enable engineering students to conduct static and dynamic behavior studies of similar structures. A methodology adopted considers a position in free conditions, of steel with profile in format, design in CAD environment and numerical model in a software that is based on the Finite Element method. For static analysis in a simulation environment, it is defined as boundary conditions and applied to the free end of the swinging beam, generating deflection until material is deformed near the resistance limit, according to the Von Mises criterion, the data are analyzed and used for the analytical dimensioning of the fixation components of the structure.