Stress and strain analysis using Autodesk Inventor software in soil-cement brick
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i14.22028Keywords:
Autodesk Inventor; Soil-cement brick; Stress and strain analysis.Abstract
The computational analysis of materials is fundamental for a better understanding of their physical and mechanical properties, achieving more results in a shorter time. It is a cheaper, non-destructive, practical way, and easily adaptable to various types of models and physical influences. This study has the objective of ascertaining the stress and strain analysis in soil-cement brick through the Autodesk Inventor Professional software, which uses the finite element method. Three models of brick were made: two holes, monoblock, and groove, which are the most commonly used shapes. To the two holes model, the maximum first principal stress observed was 1.464x10-1 MPa and the third principal stress was 5.4x10-3 MPa, presenting an insignificant strain of 1.037x10-3 mm. In the monoblock model, the maximum first principal stress was 4.606x10-1 MPa, and the third principal stress was 1.19x10-2 MPa, presenting a strain of 1.611x10-3 mm. The groove model presented the maximum first principal stress at 3.263x10-1 MPa and for the third principal stress was 9.1x10-3 MPa, respectively, presenting a strain of 3.344x10-3 mm. It can also be observed that the models have stress concentrating regions in the sharp edges and notches of the part. Among the three models studied, the one that presented the most favorable stress-strain conditions was the two-hole model. Since it has a larger contact area, the load applied to it was better distributed, presenting higher resistance than the other models with a smaller contact area.
References
Bento, R. T. & Ferrus Filho, A. (2018). 23º Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais. Análise do comportamento estático de mancais hidrodinâmicos pelo método de elementos finitos. Foz do Iguaçu, PR, Brasil.
Buffoni, S. S. (2017). Apostila de resistência dos materiais. Volta Redonda, RJ, Brasil: Escola de engenharia industrial metalúrgica de Volta Redonda da UFF.
Callister Jr., W. D. & Rethwisch, D. G. (2012). Ciência e Engenharia dos Materiais: Uma Introdução. Rio de Janeiro: LTC.
Cervo, A. L. (2007). Metodologia científica. São Paulo: Pearson Prentice Hall.
De Souza, R. M. (2003). O método dos elementos finitos aplicado ao problema de condução de calor. Belém, Pará, Brasil: Universidade Federal do Pará.
Ferraz, A. L., & Segantini, A. A. (2004). Engenharia sustentável: aproveitamento de resíduos de construção na composição de tijolos de solo-cimento. Encontro de Energia no Meio Rural, 5.
Hibbeler, R. C. (2015). Resistência dos materiais. São Paulo: Pearson Prentice Hall.
Jesus Junior, N. P. (2018). Influência da composição na absorção de água de tijolos solo-cimento incorporados com resíduo de rocha ornamental, 36 f. Trabalho de conclusão de curso. Seropédica, RJ, Brasil: Departamento de engenharia química da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro.
Jordan, A. D., & Freitas, V. A. (2018). Aplicações do tijolo ecológico na construção civil. Etic-Encontro de Iniciação Científica, v. 14, n. 14.
Lotti, R. S. (2006). Aplicabilidade científica do método dos elementos finitos. Rev. Dent. Press Ortodon. Ortop. Facial, v. 11, n. 2, p. 35-43.
Melo, I. C., Coutinho, J. R., Filho, F. D., Freitas, D. B., Rocha, B. M., & Araújo, B. A. (2017). Análise numérica da estrutura do mausoléu Castelo Branco. Revista Tecnologia. Fortaleza, CE, Brasil.
Milani, A. P. (2005). Avaliação físico-mecânica de tijolos de solo-cimento e de solo-cal adicionados de casca de arroz, 113p. Dissertação (mestrado). Campinas, SP, Brasil: Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola.
Mosalam, K., Glascoe, L., & Bernier, J. (2009). Mechanical Properties of Unreinforced Brick Masonry. Livermore, CA, United States: Lawrence Livermore National Lab. (LLNL).
Motta, J. C. (2014). Tijolo de solo-cimento: análise das características físicas e viabilidade econômica de técnicas construtivas sustentáveis. E-xacta, v. 7, n. 1, p. 13-26.
Prates, P. R., Navari, J. C., Augustinho, G. C., Júnior, S. A., & Caminaga, C. (2020). Análise por elementos finitos e validação analítico-numérica do fenômeno da flexão engastada em barras maciças utilizando o software Autodesk Inventor Professional 2021®️. V Encontro de Iniciação Científica e Tecnológica (V EnICT). Araraquara, SP, Brasil: Instituto Federal (IF).
Queiroz, E. N., Lopes, A. P., & Santos, A. A.. (2018). Análise de impacto frontal em um chassi space frame do tipo mini baja. Congresso Técnico Científico da Engenharia e da Agronomia. Maceió, AL, Brasil.
Reddy, B. V., & Gupta, A. (2005). Characteristics of soil-cement blocks using highly sandy soils. Materials and structures, v. 38, n. 6, p. 651.
Santos, J. L., Oliveira, P. E., & Paschoal, A. J. (2019). Projeto e simulação do chassi de um carro fórmula SAE. III Congresso Internacional de Gestão e Tecnologias. Recife, PE, Brasil.
Souto, J. I., & Santana, R. A. (2020). Análise e otimização de um volante de inércia para aplicação em um sistema mecânico de recuperação de energia cinética (MKERS) em uma motocicleta onroad. V Congresso Nacional de Pesquisa e Ensino em Ciências. Campina Grande, PB, Brasil.
Valadão, I. C., Vilela, F. O., & Faria, J. (2017). Produção de tijolos ecológicos no UGB. Episteme Transversalis, [S.l.], v. 6, n. 1.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2021 Ana Carolina Cavalcante de Sousa; Fernanda Souza Oliveira; Simone Pereira Taguchi Borges
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
1) Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
2) Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
3) Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work.
