Análise de tensões e deslocamentos em uma cadeira de rodas comercial via simulações numéricas
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Universidade Federal de Lavras
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Departamento de Engenharia
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-graduação em Engenharia de Sistemas e Automação
Agência de fomento
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
Devido às restrições estruturais de uma cadeira de rodas para pessoas que apresentam deficiência motora, é fundamental compreender e garantir o correto funcionamento das mesmas para a qualidade de vida desses usuários. Baseado nisso, este trabalho tem por objetivo principal analisar as tensões e deslocamentos em uma cadeira de rodas utilizando o método dos elementos finitos, com a finalidade de avaliar, por meio de simulações, os aspectos funcionais e estruturais da mesma. Para tanto, foi levado em consideração, técnicas e fundamentos ergonômicos, antropométricos, biomecânicos e normativos vigentes no país, verificando as adequações deste equipamento às normas. Os resultados foram comparados com as análises experimentais realizadas pelo Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (INMETRO). Os resultados mostraram que os valores limites de tensão de von Mises foram excedidos na estrutura da cadeira em 6,5%, na análise de colisão em 72,1% e no apoio para os pés em 189,4%. Isso indicou que a estrutura da cadeira de rodas analisada não é adequada com base nos resultados da simulação, da mesma forma em que os relatórios do INMETRO apontaram.
Abstract
Due to the structural constraints of wheelchairs for users with motor disabilities, it is essential to understand and ensure their proper functioning for the quality of life of these users. The main objective of this study is to analyze the stresses and displacements in a wheelchair using the finite element method to evaluate its functional and structural aspects though simulations. Ergonomic, anthropometric, biomechanical and normative techniques were considered to verify the compliance of this equipment considering current standards. Results were compared with experimental analyses performed by the Brazilian National Institute of Metrology, Quality and Technology (INMETRO). Results showed that von Mises stress limit values were exceeded in the chair frame by 6.5%, in the collision analysis by 72.1%, and in the footrest by 189.4%. This indicated that the structure of the analyzed wheelchair is not adequated based on simulation results, same as INMETRO reports.
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MARQUES, L. S. Análise de tensões e deslocamentos em uma cadeira de rodas comercial via simulações numéricas. 2019. 27 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Sistemas e Automação)–Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2019.