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Formulação e validação de modelo numérico para cabos condutores de energia baseados em elementos finitos de viga
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/810264
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Araújo, José Alexander | - |
| Autor(es): dc.contributor | Veloso, Luís Augusto | - |
| Autor(es): dc.contributor | junior.ferreiras@hotmail.com | - |
| Autor(es): dc.creator | Silva Junior, José Ferreira da | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2024-07-22T12:44:18Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2024-07-22T12:44:18Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2021-12-25 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2021-12-25 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2021-12-25 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2021-09-27 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | https://repositorio.unb.br/handle/10482/42640 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/810264 | - |
| Descrição: dc.description | Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2021. | - |
| Descrição: dc.description | As linhas de transmissão de energia são formadas por cabos e elementos de fixação, sendo a região de contato entre esses dois elementos a que ocorre a maioria dos casos de falha. Nessa região existe a dificuldade de medição das tensões e do controle do processo de falha. Por isso, os trabalhos com o objetivo de compreender os esforços mecânicos atuantes em cabos condutores são de grande contribuição para o tema. Este trabalho desenvolve modelos numéricos por meio de simulação computacional utilizando análise de elementos finitos a fim de compreender os esforços mecânicos presentes em cabos helicoidalmente trançados com uma ou mais camadas, submetidos a ensaios de tração e flexão. Como estratégia é utilizado elementos de viga, esta que visa obter um menor custo computacional em comparação com a modelagem utilizando elementos sólidos, e permite também a construção de modelos com maior comprimento de vão. Para representar a interação entre os fios que compõem o cabo são utilizados elementos de contato através de pares de contato do tipo mestre-escravo. No desenvolvimento do trabalho é utilizado o software comercial Ansys APDL versão 2020 R1 que permite a construção de modelos parametrizáveis. A validação dos resultados é feita através da comparação com valores presentes na literatura para ensaios de tração e flexão, por meio de resultados de modelos numéricos e também através de resultados de forças e tensões calculados através de formulações analíticas. Para ensaio de tração os modelos apresentaram convergência de resultados, tanto no de camada única, quanto multicamadas. A diferença percentual das forças de tração no modelo com uma camada em comparação com resultados analíticos foi menor do que 1%. Já para as forças de contato a diferença foi de 0,35% em comparação aos resultados analíticos e 3,62% em comparação aos resultados presentes na literatura. Para ensaio de flexão em cabos multicamadas os modelos também apresentaram convergência para quatro casos de carregamento diferentes, sendo os resultados obtidos de deflexão versus posição axial comparados a resultados experimentais e computacionais presentes na literatura mostrando boa convergência e uma diferença média menor do que 5%. Tais resultados são considerados satisfatórios para a validação dos modelos desenvolvidos. | - |
| Descrição: dc.description | Fundação de Apoio a Pesquisa do Distrito Federal (FAP/DF). | - |
| Descrição: dc.description | The power transmission lines are formed by cables and fastening elements, being the contact region between these two elements that occurs in most failure cases. In this region, there is a difficulty in complying with tensions and controlling the failure process. Therefore, works with the objective of understanding the mechanical efforts acting on conductor cables are of great contribution to the theme. This work develops numerical models through computer simulation using finite element analysis in order to understand the mechanical stresses present in helically braided cables with one or more layers, development of tensile and bending tests. As a strategy, beam elements are used, which aims to obtain a lower computational cost compared to modeling using solid elements, and also allows the construction of models with a longer span. To represent an interaction between the wires that make up the cable, contact elements through master-slave contact pairs are used. No development work is used in the commercial software Ansys APDL version 2020 R1 that allows the construction of parameterizable models. The validation of the results is done through the comparison with values present in the literature for tensile and bending tests, through results of numerical models and also through results of molds and stresses calculated through analytical formulations. For tensile testing, the models source convergence of results, both in single-layer and multi-layers. The percentage difference of the traction options in the one-layer model compared to the analytical results was less than 1%. As for the contact window, the difference was 0.35% compared to analytical results and 3.62% compared to results in the literature. For flexion testing in multilayer cables, the models are also redundant for four cases of different cases, with the results obtained for deflection versus axial position compared to experimental and computational results present in the literature showing good convergence and an average difference of less than 5%. Such results are considered satisfactory for the validation of the developed models. | - |
| Descrição: dc.description | Faculdade de Tecnologia (FT) | - |
| Descrição: dc.description | Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM) | - |
| Descrição: dc.description | Programa de Pós-Graduação em Ciências Mecânicas | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Direitos: dc.rights | Acesso Aberto | - |
| Direitos: dc.rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data. | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Cabos condutores multicamadas | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Métodos dos elementos finitos | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Elementos de viga | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Linhas de transmissão | - |
| Título: dc.title | Formulação e validação de modelo numérico para cabos condutores de energia baseados em elementos finitos de viga | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional – UNB | |
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