A análise estrutural de uma máquina ou equipamento industrial verifica, antes da fabricação, se chassis, quadros, colunas e suportes resistem às cargas de operação com deformação compatível com o funcionamento. A ARCO Tecnologia Industrial faz essa verificação por simulação estrutural sobre o modelo 3D do equipamento completo ou dos conjuntos que recebem carga.
Análise estrutural em cada condição de operação
Um equipamento raramente trabalha em uma única condição de carga, e por isso a análise estrutural começa pela lista de casos que precisam ser verificados. Entram nessa lista as posições extremas de mesas e braços, a carga máxima em pontos diferentes do vão e as situações de partida, frenagem e içamento para montagem. A lista é fechada com a equipe do cliente, que conhece a rotina de operação, e fica registrada como premissa no relatório.
Cada caso é simulado separadamente, e o relatório mostra os mapas de tensão e de deslocamento, a região de maior solicitação e a margem em relação ao limite do material. Deslocamentos que afetam alinhamento, folga entre peças ou precisão de posicionamento são avaliados junto com a tensão. O limite aceitável de cada conjunto é definido a partir da sua função no equipamento.
Simulação estrutural de quadros, chassis e uniões soldadas
Estruturas de tubo, perfil e chapa dobrada são modeladas de acordo com a forma como vão ser fabricadas. As uniões soldadas e parafusadas são representadas nas regiões onde a carga passa de uma peça para outra. Quando a estrutura é de caldeiraria, a simulação estrutural acompanha o projeto de caldeiraria e chapa metálica, e espessuras, reforços e nervuras são definidos a partir do resultado. Assim é possível reduzir chapa em regiões pouco solicitadas e reforçar apenas onde a tensão exige.
Estruturas sob carga variável, como suportes de motor, braços de acionamento e chassis de equipamentos móveis, passam também pela análise de fadiga. O método de cálculo, a malha e o critério de tensão seguem o que está descrito em análise de elementos finitos.
Engenharia de equipamentos com a análise estrutural no projeto
Em projetos de desenvolvimento de equipamentos conduzidos pela ARCO, a análise estrutural é feita durante a modelagem. Perfis, espessuras e fixações são ajustados antes do detalhamento, o que evita que um reforço identificado tarde altere desenhos já enviados ao fornecedor. Para máquinas projetadas por terceiros, o serviço pode ser contratado de forma isolada. O ponto de partida é o modelo em formato nativo do SolidWorks ou em STEP, ou a estrutura levantada por escaneamento 3D quando o equipamento não tem desenho.
Equipamentos existentes com nova condição de carga
Aumento de capacidade, troca de acionamento, inclusão de um novo módulo ou mudança de local de instalação alteram as cargas de uma estrutura dimensionada para outra condição. Nesses casos, a análise estrutural parte do equipamento como ele está e verifica a nova condição. As regiões que precisam de reforço são indicadas no relatório, que também embasa o redesign de equipamentos industriais quando a alteração vai além de um reforço local.
Equipe
A análise estrutural fica com dois engenheiros de materiais com mestrado em ciência dos materiais, um deles também formado em gestão de projetos, e com um engenheiro mecânico especialista em análise de dados. O cálculo e o conhecimento do comportamento do material ficam reunidos no mesmo estudo. A ARCO fica em Porto Alegre, RS, e atende indústrias de todo o Brasil.
Perguntas frequentes
A análise estrutural pode ser feita em um equipamento que já está em operação?
Pode, a partir do modelo existente ou da estrutura levantada por escaneamento 3D e medição, com a verificação da condição atual ou da nova condição de carga.
A ARCO fabrica os reforços indicados pela análise estrutural?
A ARCO entrega o projeto dos reforços com desenhos e lista de materiais, e a fabricação fica com o fornecedor escolhido pelo cliente.
A simulação estrutural considera a temperatura de operação?
A temperatura entra na análise pelas propriedades do material na condição de serviço. Simulação térmica e simulação de escoamento estão fora do escopo da ARCO.
O que é preciso enviar para orçar a análise estrutural?
O modelo 3D ou os desenhos do equipamento, a descrição das cargas e das posições de trabalho e o material das peças principais são suficientes para a proposta.
Quanto tempo leva a análise estrutural de um equipamento?
O prazo depende do número de conjuntos e de casos de carga, e é informado na proposta depois da avaliação do modelo.
Fale com a ARCO
Para verificar a estrutura de uma máquina nova ou existente, entre em contato com a ARCO com o modelo ou os desenhos do equipamento e a descrição de como ele opera.