Análise computacional de dormentes de aço para avaliação dos efeitos de geometria e contato com lastro sobre o comportamento mecânico da superestrutura ferroviária.

Abstract

Os dormentes de aço utilizados em vias permanentes ferroviárias apresentam, em geral, uma vida útil longa porém estão sujeitos a alteração de geometria, o que diminui a capacidade de suporte a esforços de operação e aumenta a taxa de deterioração. Trechos ferroviários com condições inadequadas de lastro agravam essa situação. Este trabalho objetiva a análise de tensões mecânicas em dormentes de aço pela aplicação do Método de Elementos Finitos (MEF), a partir da obtenção da geometria fidedigna de um dormente pela aplicação conjunta de técnicas de escaneamento laser 3D da superfície da peça e de processamento em programas de Desenho Assistido por Computador (DAC). Nas análises estáticas MEF foram avaliadas diferentes condições de lastro equivalentes a situações observadas em campo. A geometria escaneada do dormente permitiu obter uma representação adequada para fins de modelagem computacional, superando restrições de acesso a desenhos de projeto original, bem como comparar os resultados com a geometria de um dormente já empregado em campo. As análises de tensões e deslocamentos verticais através do MEF assistida pelo escaneamento laser da geometria real mostrou-se adequada para garantir maior representatividade dos resultados, a comparação com modelos analíticos e a relação com os esforços reais relatados pela literatura ferroviária.