Análise computacional de esforços em cabos condutores de linhas de transmissão

Abstract

Este trabalho desenvolve modelos numéricos, de baixo gasto computacional, baseados em Métodos de Elementos Finitos para a análise de cabos condutores de multi camadas submetidos a esforços de tração e flexão. Para isto, são implementadas rotinas no software ANSYS/APDL permitindo a parametrização das características mecânicas e geométricas de cabos condutores metálicos. Tal capacidade viabiliza a análise de diversas configurações de cabos e simulações. Os elementos de fio foram discretizados usando elementos de viga BEAM 189 e as condições de contato, entre fios, foram estipuladas por meio de elementos TARGE 170 (master) CONTA 177 (slave). O modelo paramétrico é, por fim, aplicado em ensaios de tração e em ensaios de flexo-tração, sendo comparado com resultados analíticos e resultados numéricos presentes na literatura. As simulações apresentam bons resultados frente a modelos numéricos e analíticos. As simulações de tração atingiram diferenças percentuais médias de tensão axial de3,5%frente a resultados analíticos e11%frente a resultados numéricos de Wu (2014).O deslocamento axial devido à tração se apresenta próximo de valores analíticos com uma diferença média de7%. As simulações de flexo-tração demonstram comportamento condizente com valores analíticos, a curva de deflexão ao longo de eixo axial se encontra entre os valores máximos e mínimos analíticos, conforme esperado. Estes resultados são considerados satisfatórios para a validação do presente modelo numérico parametrizável.