Estudo numérico do comportamento estrutural de tampas de saneamento fabricadas em EN GJS 500-7

Abstract

A colocação no mercado de tampas de saneamento, fabricadas em ferro fundido EN GJS 500-7, passa por um processo de certificação, segundo a norma EN 124 (2015), que estabelece parâmetros e condições de construção que visam promover a segurança dos utilizadores onde estas peças venham a ser colocadas. Um dos pontos abordados pela norma estabelece uma deflexão máxima admissível, imposta por uma força aplicada ao centro da tampa, e é nesta condição que a maior parte dos protótipos falha.As dimensões da tampa são imposições de projeto, assim o reforço possível de efetuar na tampa terá de ser aplicado nas costas da mesma. O maior desafio da conceptualização destes componentes passa por conseguir cumprir as imposições da norma com o menor peso possível, desta forma o reforço é o objeto de estudo deste relatório.A empresa Fucoli-Somepal forneceu projetos de tampas já comercializadas, algumas delas certificadas, e o objetivo passou por comparar diferentes geometrias de reforço, e concluir acerca da influência destas nas peças, sempre de um ponto de vista comparativo. Os ficheiros cedidos foram modelados no SolydWorks™, e posteriormente analisados pelo método dos elementos finitos através do ANSYS®.Com este relatório conclui-se que há possibilidade de serem efetuadas melhorias nas geometrias dos reforços, uma vez que os resultados evidenciaram melhores comportamentos para configurações diferentes da originalmente aplicada. Importa ainda referir, uma vez que os valores das tensões induzidas nas peças ultrapassam sempre o valor de limite elástico, que seria importante considerar um estudo aprofundado sobre o material EN GJS 500-7 de modo a tornar mais fiável toda a fase de projeto.

The commercialization of manhole tops, made of cast iron EN GJS 500-7, pass by a process of certification according to EN 124 (2015) standart, which establishes parameters and working conditions that will help to promote the security of those who will use the roads where they are placed. One of the addressed parameters established by the standard is a maximum permissible deflection on the center of manhole top imposed by a force applied also on the center, and this condition is one of the main causes of reprobation.The dimensions of the manhole top are design impositions, so the reinforcement of the part can only be apllied on the back of the cap. The challenge in the conceptualization of these components is to be able to comply the impositions of the standard with the minimum weight possible, so the reinforcement is the object of study of this report.Fucoli-Somepal provided projects wich are already on market, some of them certified, and the objective was to compare different reinforcement geometries, and to conclude about their influence on the pieces, always from a comparative point of view. The assigned files was modeled in SolydWorks ™, and then analyzed through the finite element method using ANSYS®.This report concludes that there is a possible to improve the geometries of reinforcements, since the results showed better behaviors for different configurations than originally applied. It should also be noted that, since the stress values induced in the parts always exceed the elastic limit value, it would be important to consider a study of the EN GJS 500-7 material in order to make the entire design phase more reliable.