Metodologia de análise de fadiga multiaxial por elementos finitos com validação experimental : aplicação ao eixo da coluna de guindaste articulado
Os guindastes articulados são equipamentos essenciais em diversos setores, como construção, agricultura e indústria de petróleo e gás, devido à sua versatilidade no manuseio de cargas. A evolução desses equipamentos foca em melhorar a capacidade de elevação, alcance e segurança, ao mesmo tempo em qu...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | Brasil |
| Institución: | Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) |
| Repositorio: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS |
| Idioma: | portugués |
| OAI Identifier: | oai:www.lume.ufrgs.br:10183/297982 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10183/297982 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Guindastes Fadiga (Engenharia) Ciclo de vida do produto Simulação numérica Fatigue Time domain Numerical simulation Experimental procedures Articulated cranes |
| Sumario: | Os guindastes articulados são equipamentos essenciais em diversos setores, como construção, agricultura e indústria de petróleo e gás, devido à sua versatilidade no manuseio de cargas. A evolução desses equipamentos foca em melhorar a capacidade de elevação, alcance e segurança, ao mesmo tempo em que busca otimizar o peso e a velocidade operacional. Esses equipamentos operam em condições desafiadoras, com ciclos repetitivos e altas cargas de impacto, tornando a resistência à fadiga um fator crítico no projeto das estruturas. A previsão acurada da vida em fadiga dessas estruturas é complexa devido à diversidade de condições operacionais. A previsão da vida em fadiga de estruturas como o eixo da coluna de um guindaste articulado é desafiadora, dada a variedade de condições operacionais envolvidas. O objetivo deste trabalho foi aplicar nessa estrutura uma metodologia baseada na abordagem S-N, combinando experimentação e simulação numérica para estimar a vida útil à fadiga do componente. Embora a abordagem ideal fosse a baseada em deformações (ε-N), sua aplicação exigiria o monitoramento direto da estrutura com extensômetros durante o teste de durabilidade. Optou-se pelo método S-N devido à predominância de deformações elásticas, à disponibilidade de dados experimentais e à compatibilidade com as ferramentas de simulação utilizadas. A análise permitiu a identificação das regiões críticas do eixo da coluna, evidenciando que a parte frontal concentrou os maiores índices de dano acumulado locais, com valor de 6,1807, enquanto a parte traseira apresentou um valor significativamente inferior, de 1,018. Esse resultado é atribuído à maior amplitude das tensões trativas na parte frontal. A multiaxialidade foi classificada como baixa, com predominância da interação entre tensões axiais e de cisalhamento. No entanto, em ambas as regiões, a principal característica observada foi a elevada amplitude de tensão. A comparação entre diferentes métodos de estimativa de fadiga revelou que o critério da Tensão Normal Escalonada no Plano Crítico foi o mais aproximado, apresentando erro absoluto em torno de 1,8% em relação aos resultados experimentais do teste de durabilidade. Em contraste, os métodos baseados em tensões equivalentes superestimaram o dano. |
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