Cómo SODIMEC verificó una viga de elevación de cuchara de 198 t con SDC for Ansys
198
t capacidad de elevación verificada
4
principales comprobaciones realizadas
2
normas aplicadas
- SODIMEC verificó una viga de elevación de cucharas para su uso seguro a 198 t WLL según la norma EN 13155:2020+A1, con los requisitos de la norma EN 13001 aplicados en su caso.
-
El proyecto abarcó la respuesta estructural, la fatiga, el comportamiento de las soldaduras y los efectos térmicos.
- SDC for Ansys ayudó al equipo a organizar los casos de carga y revisar los resultados en un flujo de trabajo.
Para aumentar el límite de carga de trabajo (WLL) de una viga de elevación de cucharas de acero a 198 t, SODIMEC necesitaba una verificación estructural completa en condiciones reales de servicio. La viga es un accesorio de elevación de cargas no fijas, por lo que la evaluación se realizó de acuerdo con EN 13155:2020+A1, con EN 13001 requisitos considerados cuando la norma haga referencia a ellos.
No se trataba sólo de un problema de resistencia estática. El equipo también tuvo que tener en cuenta la carga térmica del arrabio fundido en la cuchara, así como la fatiga a lo largo del número previsto de ciclos de carga. Utilizando Ansys para el análisis FE y SDC for Ansys para organizar los escenarios de carga, revisar las tensiones relacionadas con las soldaduras y procesar los resultados estructurales y de fatiga, SODIMEC verificó la viga para un uso seguro bajo el nuevo WLL de 198 t en las condiciones de funcionamiento previstas.
El proyecto de un vistazo
- Empresa: SODIMEC
- Estructura: Viga de elevación de la cuchara / yugo
- WLL objetivo: 198 t
- Base normativa: EN 13155:2020+A1, con requisitos EN 13001 cuando proceda
- Flujo de trabajo de análisis: SDC for Ansys
- Tamaño del modelo: 585.425 elementos
- Comprobaciones realizadas: respuesta estructural, evaluación de soldaduras, evaluación de la fatiga, efectos térmicos y comprobaciones de componentes mecánicos.
- Resultado: uso seguro de la viga de elevación validado para el aumento de la WLL en las condiciones de trabajo previstas.
El reto de la ingeniería
El objetivo era verificar si la viga elevadora podía funcionar con seguridad a una mayor 198 t WLL sin quedar fuera de los requisitos de la norma aplicable a los equipos de elevación.
El alcance iba más allá del cuerpo principal de acero. El equipo tuvo que evaluar:
- casos de carga requeridos para este tipo de accesorio de elevación,
- escenarios de ciclos de trabajo para la evaluación de la fatiga,
- comportamiento relacionado con la soldadura,
- influencia térmica de la cuchara caliente situada debajo de la viga.
El efecto térmico era importante. Para cumplir los requisitos, hubo que introducir un aislamiento adicional en las placas de protección térmica.
Cómo se utilizó SDC Verifier en el proyecto
SODIMEC construyó y resolvió el modelo de EF en Ansys utilizando una malla de 585.425 elementos. A continuación, los resultados se procesaron en SDC for Ansys como parte del flujo de trabajo de verificación.
Vista en 3D de la viga de elevación de la cuchara verificada en el proyecto |
Detalle de la malla del modelo de elementos finitos utilizado para la verificación de la viga de elevación de la cuchara |
La verificación se realizó con EN 13155:2020+A1, con EN 13001 requisitos aplicados, cuando proceda, a las comprobaciones relacionadas con la fatiga y la soldadura. Dentro de este ámbito, SDC for Ansys se utilizó para:
- organizar los escenarios de carga necesarios mediante conjuntos y grupos de casos de carga,
- apoye las comprobaciones relacionadas con las soldaduras con weld finder,
- revisar los resultados estructurales y de fatiga mediante su flujo de trabajo de posprocesamiento.
Esto permitió al equipo manejar múltiples casos de carga requeridos y condiciones de ciclo de servicio en un flujo de trabajo en lugar de revisarlos en pasos manuales separados.
Tras construir el modelo de EF y definir los casos de carga requeridos, SODIMEC revisó la respuesta global a la tensión de la viga. El gráfico siguiente muestra la distribución de tensiones equivalentes para un caso de análisis rector.
Distribución de tensiones equivalentes en la viga de elevación de la cuchara para un caso de análisis gobernante, revisado en SDC for Ansys
Dado que la viga funciona bajo ciclos de elevación repetidos, la evaluación de la fatiga también formó parte del alcance de la verificación. El gráfico siguiente muestra el resultado del rango de tensiones utilizado para evaluar el rendimiento cíclico.
Resultado del rango de tensiones, revisado en SDC for Ansys, utilizado para la evaluación de la fatiga de la viga de elevación de la cuchara.
Además de la respuesta estructural global, SODIMEC también revisó las tensiones relacionadas con las soldaduras como parte del mismo flujo de trabajo. El gráfico siguiente muestra el resultado de las tensiones de soldadura utilizado para esta evaluación.
Distribución de tensiones de soldadura, revisada en SDC for Ansys, utilizada para la verificación de la soldadura de la viga de elevación de la cuchara.
Utilizando SDC for Ansys, SODIMEC revisó la respuesta estructural global, los rangos de tensión relacionados con la fatiga y las tensiones relacionadas con la soldadura como parte del mismo proceso de verificación.
Resultado
El proyecto confirmó uso seguro de la viga elevadora de cucharas a 198 t WLL en las condiciones de trabajo previstas y de acuerdo con los requisitos normativos aplicables.
La verificación también mostró que el concepto de protección térmica necesitaba una actualización: aislamiento adicional en las placas de protección contra el calor para que el diseño cumpliera los requisitos.
Desde el punto de vista del flujo de trabajo, SODIMEC informó de estos beneficios prácticos derivados del uso de SDC for Ansys:
- menos tiempo de ingeniería dedicado al trabajo de verificación;
- manejo más detallado de los casos de carga requeridos, las condiciones de fatiga y las comprobaciones relacionadas con las soldaduras;
- un flujo de trabajo estructurado para revisar el alcance de la verificación.
