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    An?lise computacional de dormentes de a?o para avalia??o dos efeitos de geometria e contato com lastro sobre o comportamento mec?nico da superestrutura ferrovi?ria.

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    Programa de P?s-Gradua??o em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metal?rgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.Os dormentes de a?o utilizados em vias permanentes ferrovi?rias apresentam, em geral, uma vida ?til longa por?m est?o sujeitos a altera??o de geometria, o que diminui a capacidade de suporte a esfor?os de opera??o e aumenta a taxa de deteriora??o. Trechos ferrovi?rios com condi??es inadequadas de lastro agravam essa situa??o. Este trabalho objetiva a an?lise de tens?es mec?nicas em dormentes de a?o pela aplica??o do M?todo de Elementos Finitos (MEF), a partir da obten??o da geometria fidedigna de um dormente pela aplica??o conjunta de t?cnicas de escaneamento laser 3D da superf?cie da pe?a e de processamento em programas de Desenho Assistido por Computador (DAC). Nas an?lises est?ticas MEF foram avaliadas diferentes condi??es de lastro equivalentes a situa??es observadas em campo. A geometria escaneada do dormente permitiu obter uma representa??o adequada para fins de modelagem computacional, superando restri??es de acesso a desenhos de projeto original, bem como comparar os resultados com a geometria de um dormente j? empregado em campo. As an?lises de tens?es e deslocamentos verticais atrav?s do MEF assistida pelo escaneamento laser da geometria real mostrou-se adequada para garantir maior representatividade dos resultados, a compara??o com modelos anal?ticos e a rela??o com os esfor?os reais relatados pela literatura ferrovi?ria.Steel sleepers used in cargo railways have a long service life but are subject to changes in geometry, which reduces the capacity to support operating loads and increases the deterioration rate. Inadequate railway ballast conditions aggravate this situation. This work aims to analyze mechanical stresses in steel sleepers by applying the Finite Element Method (FEM), from the real geometry of a sleeper obtained by 3D laser surface scanning techniques and processing in Computer Aided Design (CAD) programs. Tests were done to different ballast conditions equivalent to situations observed in the real railways by using FEM static analysis. The sleeper scanned geometry allowed the adequate representation for computational modeling, overcoming access restrictions to original design drawings, and comparing the results with the geometry of a sleeper already employed in a heavy-haul railway. The analysis of stresses and vertical displacements by FEM and the laser scanning of the real geometry proved to be adequate to represent real conditions of the railway, the comparison with analytical models and the relationship with the real loads reported by the railway literature
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