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DIMENSIONAMENTO DE UMA ESTRUTURA DO TIPO “GAIOLA” DE AÇO 1020 COM UMA OTIMIZAÇÃO
Larissa Soares dos Santos
RESUMO
Este documento trata do dimensionamento de uma estrutura cúbica e da análise de suas frequências naturais no software ANSYS 12.0 e de uma otimização da estrutura.
OBJETIVOS
O principal objetivo do trabalho é familiarizar-se com o software utilizado através do dimensionamento de uma estrutura qualquer e uma otimização para esta estrutura a fim de aumentar as frequências naturais de vibração da mesma.
APRESENTAÇÃO
A estrutura apresentada é uma espécie de gaiola, é um cubo de dimensões unitárias (metro) com barras transversais nas quatro faces laterais (não superiores, nem inferiores), com quatro pontos engastados no solo os quais são os pontos 1, 2, 3 e 4 como é mostrado na Figura 01 abaixo. A estrutura seria preferencialmente construída de material metálico por ser um material de fácil acesso para indústria. Figura 01: Formato da estrutura dimensionada.

RESULTADOS
A) Utilizando o material Aço 1020 para a análise prévia da estrutura
A estrutura foi primeiramente modelada no software ANSYS 12.0 construindo-se oito pontos e depois ligando-se estes pontos com linhas. As barras transversais laterais foram conectadas ligando-se os pontos desejados também com linhas. Os pontos inferiores segundo o sistema de referência adotado (pontos 1,2,3 e 4) foram engastados ao chão impedindo translações nos eixos x e y do sistema de coordenadas bem como um giro no eixo z. O material escolhido para a análise prévia foi o aço 1020 cujas principais propriedades estão descritas na Tabela 01 abaixo.
Tabela 01: Propriedades do Aço 1020.
Módulo de Elasticidade (E) [GPa] Coeficiente de Poison Densidade [Kg/m3]
210 0,33 1,7830

Foi escolhido o elemento “BEAM 4” para a estrutura visto que o mesmo atende as necessidades de análise, a barra considerada para a estrutura é uma barra maciça de seção quadrada de 1 x 1 cm. A malha de cada linha da estrutura é