SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL POR ELEMENTOS FINITOS E VALIDAÇÃO EXPERIMENTAL DE TUBOS DE PVC SOLICITADOS À FLEXÃO

SIMULATION BY FINITE ELEMENT AND EXPERIMENTAL VALIDATION OF PVC PIPES BENDING UNDER DIFFERENT STRESS

Souza, Leandro Rodrigues da Silva; Santos, Núbia Saad dos; Pereira, Clezidan Núcio; Costa, Vaston Gonçalves da; Stoppa, Marcelo Henrique

Artigo Completo:

O Policloreto de Vinila (PVC) é um polímero com diversas possibilidades de aplicação, cuja utilização é crescente, em substituição a outros materiais. Um dos principais motivos deste crescimento é o seu baixo custo, se comparado ao emprego de materiais tradicionais. Contudo, os polímeros possuem propriedades mecânicas diferentes de materiais metálicos ou cerâmicos. Um polímero que vem sendo bastante empregado é o PVC, principalmente na produção de tubos destinados ao transporte de fluidos, notadamente a água fria, em instalações prediais. Buscando avaliar o emprego de tubos de PVC como componentes estruturais solicitados à flexão simples, este trabalho apresenta uma simulação numérica, por meio do Método de Elementos Finitos (MEF). Foram realizados ensaios de flexão no Sistema de Ensaios MTS, e seus resultados confrontados com os obtidos numericamente, por meio de ferramentas computacionais CAE e CAD, para a validação da análise numérica realizada. Constata-se o quão os tubos de PVC são bastantes resistentes à flexão, o que possibilita uma maior possibilidade de seu emprego para fins estruturais, além do seu uso corrente, de transporte de água fria. A partir deste estudo, tem-se maiores informações do comportamento estrutural de tubos de PVC, permitindo maior aplicabilidade deste elemento estrutural de baixo custo e de fácil aquisição e manuseio.

Polyvinyl Chloride (PVC) is used in various applications with the material being a polymer, and is growing as the use of polymers to substitute other materials in various application areas. One of the major aspects related to this growth is the low cost, relative to the use of traditional materials. However the mechanical properties of polymers differ considerably from metallic or ceramic materials, they exhibit very different behavior when subjected to stresses or deformations. A polymer used for a considerable time is Polyvinyl Chloride (PVC), mainly as pipes in building installations. However, these tubes are used almost exclusively for the transport of fluids, especially cold water. Trying to evaluate the use of these PVC pipes two different periods of manufacture and structural components, this paper presents computer simulations of these situations bending, subjected to different requests of force through the Finite Element Method (FEM). Because of the lack of material parameters, several experimental tests were performed in a traction machine, using PVC pipe samples used in building systems of cold water. Obtained the actual parameters displays a comparison of the experimental results and the simulation by finite element method (FEM), using CAD and CAE software tools in bending situations. Faced with this scenario is analyzed how sturdy are the PVC pipes to bending, for aiding from the understanding of mechanical behavior of a material the use of low cost, easy formability, compared to its restrictions be applied to other business scenarios

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/mathpro-cnmai-0143

Referências bibliográficas

• [1] Gonçalves, A., Almeida, S. F. M. e Neto, F. L. 2001.Comportamento de cilindros de carbono/epóxi submetidos a cargas compressivas axiais. Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol. 11, n. 2, p.94-101.
• [2] Medeiros, Felipe Albuquerque; WIEBECK, Hélio. 2013. PVC Orientado: avaliação de processo de orientação e das propriedades mecânicas em função da razão de estiramento. Polímeros, São Carlos, v. 23, n. 5.
• [3] Miranda, Carlos Alberto Silva de. 2011. Simulação do processo de sopro de garrafas de poli (tereflalato de etileno) a partir de pré-formas disponíveis através do método de elementos finitos. Tese de doutorado Universidade Federal de Ouro Preto. Escola de Minas Rede Temática em Engenharia de Materiais.
• [4] Rodolfo JR., Antônio; MEI, Lúcia Helena I. 2007. Mecanismos de degradação e estabilização térmica do PVC: a review. Polímeros, São Carlos, v. 17, n. 3, Setembro.
• [5] Silva, Luís António Henrique. 2010. Avaliação Numérica do Comportamento Estrutural da Bancada de um Elevador. Dissertação de mestrado em Engenharia Mecânica. Faculdade de Ciências e Tecnologia Universidade de Coimbra..
• [6] Schimits, Cristiane Salerno. 2002. Análise do comportamento estrutural de sistemas de drenagem viária constituídos por tubos plásticos flexíveis envolvidos com areia; Dissertação de mestrado Engenharia de Transportes; Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.
• [7] Solidworks (Brasil). Web Help. 2014. Disponível em: Andlt;http://help.solidworks.com/2010/portuguese- brazilian/solidworks/cworks/legacyhelp/simulation/meshing_topics/id_shell_mesh.htmlAndgt;. Acesso em: jan. 2014.

Como citar:

Souza, Leandro Rodrigues da Silva; Santos, Núbia Saad dos; Pereira, Clezidan Núcio; Costa, Vaston Gonçalves da; Marcelo Stoppa; "SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL POR ELEMENTOS FINITOS E VALIDAÇÃO EXPERIMENTAL DE TUBOS DE PVC SOLICITADOS À FLEXÃO", p-799-807. In: Anais do Congresso Nacional de Matemática Aplicada à Indústria [= Blucher Mathematical Proceedings, v.1, n.1]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN soon, DOI 10.5151/mathpro-cnmai-0143