Dimensionamento de uma válvula de controlo para uma barragem em Avinhão, França

Uma válvula de controlo serve para regular o fluxo de água entre os níveis alto e baixo da barragem, permitindo o escoamento da água retida. Neste caso, foi utilizada uma estrutura de metal pesada de apenas uma peça.

A válvula completa foi inicialmente dimensionada em 3D pela empresa Moscatelli, que forneceu o ficheiro do munhão no formato STEP para a AGICEA, cliente Dlubal.

Detalhes técnicos e determinação da carga de corte

Cada munhão é constituído por uma manilha (conjunto soldado mecanicamente) que inclui apoios de guia em liga de grafite-bronze sinterizada. Estes apoios fazem com que seja possível rodar um eixo de 200 mm de diâmetro (completamente redondo) sem lubrificação adicional. O conjunto é constituído por uma liga de aço inoxidável com elevadas propriedades mecânicas (limites de elasticidade e de rotura elevados).

Para o munhão, foi necessário determinar a carga de compressão hidráulica a ser aplicada ao eixo central.

Em seguida, uma carga de 126 t correspondente à força de corte hidráulica gerada em um dos dois braços de rotação foi aplicada no software de cálculo de elementos finitos RFEM. A carga foi convertida numa força de superfície distribuída por metade da área do eixo. A força de corte total da superfície obtida foi de 13 960 kN/m².

Verificação das deformações

Após modelar o conjunto mecânico em sólidos (elemento finito 3D), a AGICEA deu início à verificação das deformações globais de cada subgrupo, incluindo:
• Apoios de bronze e grafite
• Eixo central de 200 mm de diâmetro
• Manilha do munhão

Posteriormente, foram analisadas as tensões equivalentes (Von Mises) para evitar altos picos de tensão. Esses valores foram comparados com os valores limite permitidos do material.

Verificação da fadiga

As verificações da fadiga foram realizadas segundo a EN 1993-1-9. A AGICEA desenvolveu uma macro para detetar automaticamente as tensões máximas (tensões equivalentes, tensões de tração e de corte) em pontos potencialmente sujeitos a fendilhação. O munhão completo foi dimensionado para 438 000 ciclos, o que corresponde a um movimento por hora ao longo de um ano, durante um período de 50 anos.