ANÁLISE POR ELEMENTOS FINITOS


Os cálculos estruturais estáticos e dinâmicos elaborados pela KOT Engenharia utilizam o Método dos Elementos Finitos (MEF). Este método consiste na discretização ou divisão do domínio em um número finito de elementos que interagem entre si, permitindo a resolução de problemas envolvendo diversas disciplinas da engenharia como:

  • Estruturas;

  • Térmica;

  • Fluidos;

  • Eletromagnetismo;

  • Análises Multidisciplinares (Multiphysics) também podem ser executadas.

A empresa utiliza os softwares NASTRAN, ANSYS e o PROCAL3D para desenvolvimento dos modelos 3D e análise MEF.

 

FEMAP/NASTRAN

Elementos_Finitos_EP.png

O FEMAP/NASTRAN (NASA STRUCTURAL ANALYSIS) é um programa comercial do tipo CAE (Computer Aided Engineering), amplamente utilizado e reconhecido internacionalmente, que permite a solução de modelos em elementos finitos.

 

ANSYS

O software ANSYS também é uma ferramenta comercial do tipo CAE reconhecido por sua confiabilidade e grande portfólio de soluções para simular diversas condições e análises da engenharia, abrangendo desde análises estruturais até fluidodinâmicas.

 

PROCAL3D

Elementos_Finitos_Empilhadeira.gif

Software desenvolvido pela KOT Engenharia para solução de problemas estruturais em máquinas de grande porte e estruturas metálicas, de acordo com as normas AISC, NBR6123, ISO5049-1 e FEM. Possui características especialmente desenvolvidas para o cálculo de máquinas de manuseio e transporte de materiais.


CASES

Análise Estrutural e Mecânica de Transportadores de Correia

Uma das soluções mais oferecidas ao mercado é a análise estrutural e mecânica de diversos equipamentos de grande porte, conforme exemplo apresentado na Figura Amostra de Casos 35.

 Amostra de Casos  35: Exemplo de aplicação.

Amostra de Casos 35: Exemplo de aplicação.

Nesta solução apresentada na Figura Amostra de Casos 35, podem-se obter os seguintes benefícios:

  • Mecânico:

    • Verificação de componentes mecânicos (correias, motores, redutores, acoplamentos e roletes) para atendimento à demanda projetada. Caso, por exemplo, tenham-se problemas de desgaste prematuro de correia, pode-se verificar por esta ferramenta se a causa é seu dimensionamento e o modelo mais adequado;

  • Estrutural:

    • Verificação de elementos estruturais não conformes, bem como dimensionamento de reforços eficazes;

    • Otimização da estrutura pra redução de peso e valor de Investimento (CAPEX);


Análise DE Forno de Calcinação

A KOT realizou um estudo estrutural pelo método dos elementos finitos de um forno. Foram detectadas trincas em uma das virolas de apoio. O objetivo do estudo era determinar a causa da trinca e avaliar as condições operacionais para que a recorrência dessa falha pudesse ser evitada.

 Amostra de Casos 48: Modelo em elementos finitos completo do forno

Amostra de Casos 48: Modelo em elementos finitos completo do forno

Utilizando de elementos sólidos, na região da virola que apresentou a trica, e de casca, o modelo computacional do forno foi construído e está apresentado na Figura Amostra de Casos 48.

Após a aplicação das cargas e combinação dos carregamentos aplicáveis, a distribuição da temperatura foi aplicada na estrutura de acordo com as medições disponibilizadas pelo cliente, vide Figura Amostra de Casos 49.

 Amostra de Casos 49: Distribuição de temperaturas ao longo do costado do forno

Amostra de Casos 49: Distribuição de temperaturas ao longo do costado do forno

Após investigações referentes ao histórico de temperatura, aumento de carga de material, qualidade do cordão de solda e análise por elementos finitos, foram obtidos indicativos da influência dos calços entre os anéis de rolamento e o forno. O estudo indicou que a quebra do refratário e as trincas no costado poderiam ser atribuídos à folga excessiva entre o forno e os anéis de rolamento.

Alguns resultados das análises podem ser visualizados da Figura Amostra de Casos 50 à Figura Amostra de Casos 52.

 Amostra de Casos 50: Comparação de Tensões de Von Mises [MPa] atuantes com variação da folga;

Amostra de Casos 50: Comparação de Tensões de Von Mises [MPa] atuantes com variação da folga;

 Amostra de Casos 51: Comparação entre deformadas com variação da folga – Escala de 50x

Amostra de Casos 51: Comparação entre deformadas com variação da folga – Escala de 50x

 Amostra de Casos 52: Resultados para análise de fadiga para diversos casos

Amostra de Casos 52: Resultados para análise de fadiga para diversos casos


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