Comparação do cálculo analítico de comporta ensecadeira plana com o método dos elementos finitos

Abstract

Esta monografia apresenta o cálculo analítico e também o Método dos Elementos Finitos aplicados em um tabuleiro de uma comporta ensecadeira utilizada em usinas hidrelétricas. Seu objetivo principal é a comparação dos resultados obtidos entre os dois métodos, afim de verificar diferenças que possam ser de alguma maneira prejudiciais. O tabuleiro é composto pelas vigas principais, chapa do paramento, reforços verticais e horizontais e os cutelos laterais e fechamento superior. O cálculo analítico baseou-se principalmente no livro Comportas Hidráulicas, do autor Paulo C. Erbisti. Posteriormente ao dimensionamento, foi desenvolvido um modelo em CAD 3D do tabuleiro e utilizado o mesmo para a realização do estudo por MEF. Os resultados analisados foram as tensões e deslocamentos nas vigas horizontais principais do tabuleiro, elementos que apresentaram as maiores tensões e deslocamentos. Os resultados obtidos mostraram que ambos os métodos, aproximam-se muito, havendo apenas pequenas discrepâncias, porém sempre mantendo-se dentro dos critérios admissíveis definidos.

RESUMO EM LÍNGUA ESTRANGEIRA This dissertation presents the analytical calculation and the Finite Element Method applied to a sluice gate panel used in hydroelectric power plants. Its main objective is to compare the results obtained between the two methods in order to identify any differences that may be somehow detrimental. The panel is composed of main beams, faceplate, vertical and horizontal reinforcements, and lateral cutwaters and upper closure. The analytical calculation was primarily based on the book "Hydraulic Gates" by author Paulo C. Erbisti. After the sizing process, a 3D CAD model of the panel was developed and used for the Finite Element Method (FEM) study. The analyzed results included stresses and displacements in the main horizontal beams of the panel, elements that exhibited the highest stresses and displacements. The obtained results showed that both methods closely approximate each other, with only minor discrepancies, always remaining within the defined acceptable criteria.