ANÁLISE POR ELEMENTOS FINITOS

Os cálculos estruturais estáticos e dinâmicos elaborados pela KOT Engenharia utilizam o Método dos Elementos Finitos (MEF). Esse 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).

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

FEMAP/NASTRAN

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

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.

Modelo no FEMAP
Modelo no PROCAL3D

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. No caso apresentado nas imagens, foram verificados transportadores de correia. Nesta solução, 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 qual é 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.

Utilizando de elementos sólidos, na região da virola que apresentou a trinca, e de casca, o modelo computacional do forno foi construído conforme apresentado abaixo.

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.

Modelo em elementos finitos do forno
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 nas imagens abaixo.

Comparação de Tensões de Von Mises atuantes com variação da folga
Comparação entre deformadas com variação da folga
Resultados para análise de fadiga

QUAL SUA NECESSIDADE EM ANÁLISE ESTRUTURAL? PODEMOS AJUDAR.