Modelagem do comportamento mecânico de cabos suspensos através de métodos analíticos e numéricos

Abstract

O presente trabalho tem por escopo a comparação de modelos analíticos e numéricos para obtenção da resposta estrutural, em termos de trações, flechas e deslocamentos, de cabos para alguns carregamentos típicos. Nessa abordagem, faz-se a descrição de causas de efeitos nãolineares, geométricos e físicos que devem ser considerados na análise de tal tipo de elemento estrutural. As situações examinadas neste trabalho são aquelas usualmente encontradas em linhas de transmissão de energia elétrica, nas quais os cabos estão suspensos entre dois pontos de fixação, nivelados ou não. Como os cabos de linhas de transmissão têm a finalidade de transmitir energia, eles são geralmente formados de fios de alumínio e de aço. Enquanto que o alumínio tem a finalidade de condução da energia, o aço desempenha o papel de proporcionar resistência estrutural. Assim, avalia-se também o aspecto da modelagem de elementos compostos de vários fios e de diferentes materiais através de um elemento único. Aqui, as comparações foram feitas em dois casos diferentes: um de vão único e nivelado, e outro de vãos múltiplos e desnivelados. Estes dois casos foram submetidos à incidência de vento e a variação de temperatura. Posteriormente aplicaram-se as ferramentas analíticas e as numéricas a estes dois casos (com as condições de carregamento variando) com o intuito de comparar os valores de flechas e trações encontradas. Também se variou o comportamento do cabo: hora considerou-se o seu comportamento linear, hora o comportamento não-linear. Os valores encontrados foram comparados, como já esperado, no caso de vão único e nivelados o erro relativo entre os métodos foi praticamente zero; no caso dos vãos múltiplos e desnivelados este erro também foi pequeno, mas um pouco maior do que no caso anterior, devido a necessidade de calcular-se o vão básico para se obter os parâmetros pelo método analítico.