Apresentação TCC (1)

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Estudo do Desempenho Estrutural de uma
Viga de Ponte Rolante com Aplicação de
Análise por Elementos Finitos
Lucas da Silva Cavalheiro;
Rayanne de Paula Thomé;
Rodrigo da Silva Gonçalves Pina; 
Wagner Lúcio FonsecaVolta Redonda - RJ
Prof. Orientador: Gerson Alves Inacio
A ponte rolante opera em trabalho pesado e contínuo, e a
viga principal recebe as ações das rodas do trolley, do
peso da talha e da carga, além de efeitos associados à
operação.
Dimensionamento inadequado pode gerar deformações
excessivas, problemas de alinhamento, trincas e
paradas não planejadas; superdimensionamento
aumenta custo e dificulta fabricação.
Introdução 
A FEA permite ir além das fórmulas simplificadas e enxergar
concentrações de tensão, influência de furos/enrijecedores e
distribuição real de esforços. 
No Inventor, a análise acontece dentro do ambiente de projeto,
funcionando como “protótipo virtual” para testar cenários e
validar soluções antes da fabricação.
Justificativa
Construir um modelo numérico representativo, aplicar carregamentos
condizentes com a operação e avaliar tensões e deformações, apoiando decisões
de engenharia com base em evidência.
Objetivo Geral
Objetivo Específico 
Definir o objeto de estudo e realizar a parametrização geométrica;
Modelar/considerar o conjunto do trolley; 
Executar a análise estática em software CAE (FEA); 
Aplicar critérios de aceitação, fazer verificação normativa e registrar
os resultados. 
As normas ABNT NBR 8800:2024 e a família ABNT NBR 8400
reforçam a verificação de limites de deslocamento em serviço,
estabilidade e checagens ao escoamento/fadiga em estruturas e
equipamentos de elevação. 
Além disso, o trabalho destaca que em vigas de ponte rolante
predominam flexão e cisalhamento, com pontos críticos
associados a detalhes geométricos e enrijecedores. 
Normas Técnicas Aplicáveis
A metodologia combina protótipo digital, FEA e validações simplificadas
em quatro etapas:
1.definição do objeto e parametrização geométrica;
2.conjunto do trolley;
3.análise estática em CAE;
4.critérios de aceitação/verificação normativa e registro dos resultados.
Referencial Teórico (visão geral) 
Objeto de Estudo
Figura 1: Ponte Rolante. Fonte: Autor
Trata-se de ponte rolante birrail
com duas vigas principais soldadas,
com enrijecedores transversais ao
longo do vão e aberturas circulares
na alma na região central. 
trolley + talha + carga → rodas do trolley → mesa superior → esforços internos (flexão/cisalhamento)
→ regiões críticas próximas a enrijecedores e recortes.
O caminho de carga é clássico
Viga
Comprimento total: 20.000 mm
Altura da seção: 800 mm
Espessura da alma: 40 mm
Aberturas circulares na alma para inspeção
Enrijecedores transversais ao longo do vão
Aberturas circulares na alma para inspeção
Enrijecedores transversais ao longo do vão
Figura 4: Viga Principal da Ponte Rolante
Fonte: Autor
O trolley (carro de talha) se desloca
sobre as mesas superiores das vigas
e é o conjunto que leva a carga até a
viga. 
Componentes principais: base
transversal (chassi), moto-redutor de
translação, tambor do cabo de aço,
polias, freio e gancho. 
Conjunto do trolley: o que é e o que compõe
Figura 2: Montagem do trolley com tambor e sistemas de tração/elevação; destaque
para a janela de propriedades do Inventor. Fonte: Autor (Inventor 2024).
Bitola do chassi: alinhada aos
trilhos/rodas sobre as mesas,
considerando folgas, para garantir
distribuição simétrica. 
Entre-eixos: definido para reduzir pico
de reação por roda (logo, tensões locais),
sem perder aproximação do gancho. 
Tambor centralizado: mantém o CG
entre os eixos, melhorando a repartição
de reações e o comportamento do
conjunto.
Conjunto do trolley: critérios geométricos adotados
Figura 3: Protótipo do trolley utilizado no estudo: cargas do conjunto
(tambor + moto redutor + gancho) são transmitidas às rodas e, por meio
delas, às vigas principais da ponte. Fonte: Autor (Inventor 2024).
No FEA, as cargas aplicadas (2×130 kN) representam a
reação das rodas do trolley na condição crítica de
posicionamento. 
O peso próprio do trolley também entra como contribuição
(massa obtida no Inventor ≈ 1.528 kg).
Por que o trolley importa na análise da viga
Modelagem em cascas (shells) com
espessuras reais (mesas, alma e
enrijecedores);
Contatos bonded (chapas soldadas);
Peso próprio ativado;
Carregamentos aplicados conforme
pontos demarcados no modelo 
Modelo numérico (hipóteses e configuração)
Figura 5: Cargas Aplicadas 
Fonte: Autor – Inventor 2024
Duas forças concentradas na mesa superior, direção Fy
negativa: 130 kN cada
Aplicação proposital na região com aberturas na alma,
para avaliar concentração de tensões 
Vínculos/apoios adotados conforme modelagem do
estudo e relatório do Inventor
Carregamentos e Vínculos
Material adotado: aço carbono estrutural, 
E = 200 GPa, ν = 0,3, fy = 350 MPa, ρ = 7.850 kg/m³ 
Malha: 10.649 nós e 5.309 elementos, com refino em regiões de furos/enrijecedores
Material e Malha
Figura 6: Aplicação das cargas concentradas na mesa superior da viga e visualização da
malha de elementos finitos no Autodesk Inventor. 
Tensão equivalente von Mises máxima: 105,4 MPa;
Localização: regiões mais solicitadas próximas a recortes e pontos de
carga;
Interpretação: valor muito abaixo de fy, indicando ampla margem de
segurança.
Resultados FEA: tensões
Deslocamento máximo: 1,781 mm (concentrado na região central)
Componentes: X = 0,02444 mm | Y = 1,781 mm | Z = 0,1808 mm
Flechas abaixo dos limites prescritos pela ABNT NBR 8400,
mantendo alinhamento e operação
Resultados FEA: deslocamentos
Figura 7: Distribuição de deslocamentos na viga sob carregamento estático, obtida via FEA
no Autodesk Inventor.
Figura 8: Análise de Tensão, obtida via FEA no Autodesk Inventor.
Flecha Teórica
Validação: analítico vs FEA
Flecha no FEA
2.06mm 1,781mm
O valor teórico maior pode ser atribuído a hipóteses simplificadas e
diferenças de condição de contorno e modelagem tridimensional. 
Figura 9: Distribuição das cargas móveis do trolley sobre a viga principal; com
duas forças concentradas 
Análise e Discussões
Análise e Discussões
A avaliação combina cálculo clássico (reações, diagramas, tensões e checagens pela NBR
8400/NBR 8800) com FEA, para fazer “referência cruzada” entre manual e numérico. 
No FEA (2×130 kN), o pico de von Mises = 105,4 MPa ocorre na região aberturas/enrijecedores, e a
flecha máxima = 1,781 mm aparece no vão central, indicando ampla margem para o caso-base. 
Na validação, a flecha teórica (2,06 mm) ficou acima da flecha FEA (1,781 mm), diferença
atribuída a flexibilidade real dos engastes, cisalhamento, modelagem 3D e condições de
contorno não ideais. 
A simulação confirma o comportamento seguro e ainda “aponta” as regiões mais sensíveis
(aberturas e encontros com enrijecedores) como foco de detalhamento/soldagem,
mantendo tensões abaixo do limite adotado.
Conclusão
O trabalho permitiu compreender o comportamento estrutural da viga integrando modelagem
3D, resistência dos materiais, normas técnicas e simulação numérica. 
O Inventor mostrou-se essencial para representar a geometria e conduzir análise com
detalhamento. 
As verificações indicam comportamento seguro: tensões abaixo dos limites, flecha dentro do
critério de serviço e coerência entre analítico e numérico, validando a robustez do projeto.
Referências
ABNT NBR 8400-1:2019 / ABNT NBR 8400-2:2019
ABNT NBR 8800:2024
Hallack (2012)
Leite (2017)
Azevedo (2003)
Ribeiro (2013)
Obrigado!