Análise estrutural investigativa de um transportador de correia móvel através do método dos elementos finitos

Abstract

Este trabalho é um estudo de caso envolvendo uma análise investigativa sobre o surgimento de trincas na região das rodas acionadas de um transportador de correia móvel, muito utilizado na mineração, cuja integridade estrutural foi comprometida. A análise foi realizada através do método dos elementos finitos, inicialmente foi realizada a modelagem tridimensional detalhada da estrutura no software Femap, após isso, com as condições de contorno e casos de carga considerados, foram efetuadas as simulações, sendo possível verificar as tensões e deslocamentos nos pontos críticos avaliados. Os resultados, da análise estática, mostram tensões localizadas, acima do escoamento do material, em situações específicas, sugerindo a necessidade de inspeções periódicas, porém, não havendo histórico de trincas nessas regiões. Para a verificação de fadiga, foram consideradas duas hipóteses, em que uma delas, envolvendo a irregularidade nos trilhos, apresentou vida útil abaixo do esperado para as regiões avaliadas, sendo uma possível causa do problema. Portanto, pode-se concluir que o uso do método dos elementos finitos é uma ferramenta de grande importância na identificação de possíveis falhas em estruturas complexas, assim como para equipamentos sujeitos a altas cargas cíclicas.

This work is a case study in which the occurrence of cracks in the driven wheels of a mobile conveyor belt, which is widely used in mining and whose structural integrity is compromised, was investigated. The analysis was carried out using the finite element method. First, a detailed three-dimensional modeling of the structure was carried out in the Femap software. Simulations were then carried out on the basis of the boundary conditions and load cases considered, which made it possible to check the stresses and displacements at the critical points investigated. The results of the static analysis show localized stresses above the yield strength of the material in certain situations, indicating the need for regular inspections, although no cracks occurred in these regions. Two hypotheses were considered for fatigue testing. One of these concerned irregularities in the track and showed a shorter service life than expected for the regions investigated, which is a possible cause of the problem. It can be concluded that the finite element method is an extremely important tool for identifying potential failures in complex structures as well as for devices subjected to high cyclic loads.