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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35770| Título: | Otimização de material e parametrização geométrica de um rolo de esteira transportadora de minério |
| Título(s) alternativo(s): | Material optimization and geometric parameterization of an ore conveyor roller |
| Autor(es): | Souza, Jairo Borges de |
| Orientador(es): | Javarez Junior, Laercio |
| Palavras-chave: | Correias transportadoras Minérios - Transporte Otimização estrutural Método dos elementos finitos Conveyor belts Ores - Transportation Structural optimization Finite element method |
| Data do documento: | 20-Fev-2023 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | SOUZA, Jairo Borges de. Otimização de material e parametrização geométrica de um rolo de esteira transportadora de minério. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023. |
| Resumo: | Visando facilitar as trocas de rolos de esteiras transportadoras de minério e reduzir a quantidade dessas trocas, o presente trabalho, derivado da dissertação de mestrado de João Pedro Ceniz “Uma abordagem para otimização estrutural de rolos de esteiras transportadoras de minérios” (2021), teve como objetivo a seguinte otimização: aumento da vida e redução da massa destes rolos. As ferramentas empregadas para a realização deste trabalho foram o Ansys Workbench® e o Ansys Granta®, vindo delas as metodologias utilizadas e os resultados obtidos. Em uma primeira etapa uma simulação por elementos finitos foi realizada dentro do Ansys Workbench® com o aço padronizado para o cilindro do rolo pela ABNT NBR 6678.2017, o AISI 1012. Os resultados desta simulação serviram como pontos de entrada para uma otimização paramétrica realizada dentro do próprio Ansys Workbench®. Através da metodologia de superfície de respostas foi procurado considerar na otimização destes rolos tanto parâmetros geométricos quanto propriedades dos materiais utilizados, respeitando as restrições de resistência e rigidez impostas pela ABNT NBR 6678.2017. Os valores então otimizados serviram como configurações de entrada para a seleção de um novo material no Ansys Granta®, que também levou em consideração custo e processos de fabricação. Os resultados obtidos com o auxílio destas ferramentas se mostraram insatisfatórios em relação aos objetivos deste trabalho. A vida em fadiga pouco variou dentro dos resultados obtidos na otimização, e por mais que a esta tenha apresentado pontos candidatos com ótima redução de massa, restrições de preço e resistência impediram a seleção de materiais de engenharia que alcançassem os baixos valores de densidade e módulo de elasticidade atrelados a esta otimização. Tendo como resultado da otimização combinada com a seleção de materiais apenas aços carbono com propriedades de massa e vida em fadiga similares ao aço AISI 1012 sugerido pela norma ABNT NBR 6678.2017. |
| Abstract: | With the aim of facilitate changes in ore conveyor belt rollers and reduce the number of those changes, the present work, derivative from the Master’s Thesis by João Pedro Ceniz “An approach to structural optimization of ore conveyor belt rollers” (2021), had the following aimed optimizations: increasing the life and reducing the mass of these rollers. The tools used to carry out this work were Ansys Workbench® and Ansys Granta®, from which came the methodologies and the results obtained. In a first step, a finite element simulation was carried out within the Ansys Workbench® with standardized steel for the roller cylinder by ABNT NBR 6678.2017, the AISI 1012. The results of this simulation served as entry points for a parametric optimization carried out within the Ansys Workbench® itself. Through the Response Surface methodology, both geometric parameters and properties of the materials used were considered in the optimization of these rolls, respecting the resistance and rigidity restrictions imposed by ABNT NBR 6678.2017. The values then optimized, served as input settings for the selection of a new material in Ansys Granta®, which also took into account cost and manufacturing processes. The results obtained with the aid of these tools were unsatisfactory in relation to the objectives of this work. Life in Fatigue varied little within the results obtained in the optimization, and although the optimization presented candidates with excellent mass reduction, price and resistance restrictions prevented the Ansys Granta® selection of engineering materials that reached the low values of density and Modulus of Elasticity linked to this optimization. As a result of the optimization combined with the selection of materials there was only Carbon Steel with mass properties and life similar to the AISI 1012 steel suggested by the ABNT NBR 6678.2017 standard. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35770 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Mecânica |
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