Santos, AntónioSá, Sarah Regina Meira da Cruz2025-12-092025-11-11http://hdl.handle.net/10362/191655A presente dissertação, desenvolvida no âmbito do Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica, teve como objetivo investigar as causas de falhas recorrentes nos suportes para translação do leito de arrefecimento da máquina de vazamento contínuo da MEGASA e propor soluções que aumentem a sua durabilidade. No leito de arrefecimento, os suportes asseguram o movimento cíclico dos biletes, promovendo a dissipação gradual do calor, condição essencial para garantir a qualidade do aço. Como os biletes constituem a matéria-prima de inúmeros produtos acabados, falhas nestes componentes repercutem-se diretamente na produção. Contudo, registaram-se em serviço falhas prematuras, com vidas úteis de apenas 20 a 30 dias no caso mais crítico, valor claramente insuficiente face às exigências operacionais. Realizou-se uma análise estrutural apoiada numa metodologia combinada, que integrou cálculo analítico (EN-1993-1-9), simulações pelo Método dos Elementos Finitos e formulações de fadiga pela Lei de Basquin, nas vertentes empírica e normativa. Concluiu-se que a falha recorrente resulta de fadiga, sendo a ligação soldada entre o cachorro e a viga principal a maior fragilidade. As previsões normativas mostraram-se mais consistentes, aproximando-se da realidade observada, enquanto a formulação empírica se revelou excessivamente sensível aos parâmetros do material e à métrica tensional. Foram estudadas duas soluções. A primeira, consiste na aplicação de uma peça suplementar soldada ao cachorro existente, prolongou a vida útil para cerca de 5 a 9 meses, um aumento aproximado de 400% a 1250% face aos 20-30 dias iniciais, destacando-se pela facilidade de implementação, embora sem eliminar totalmente as limitações geométricas. A segunda solução, uma reformulação integral com nervuras reforçadas e cordões duplos, assegurou vidas entre 1 e 2 anos, um incremento de aproximadamente 1100% a 3500% relativamente ao caso original, constituindo a opção mais eficaz. Em síntese, o trabalho permitiu propor soluções viáveis para aumentar substancialmente a durabilidade dos suportes e estabelecer uma metodologia de análise de fadiga em ligações soldadas, combinando critérios normativos e simulações numéricas detalhadas.The primary objective of the present dissertation was to investigate the causes of recurrent failures in the supports responsible for the translational movement of MEGASA’s continuous casting machine cooling bed and to propose measures to enhance their durability. Within the cooling bed, these supports enable the cyclic displacement of billets, thereby facilitating gradual heat dissipation, a process essential to ensure the final quality of the steel. Since billets constitute the raw material for a wide range of finished products, failures in these components have a direct and significant impact on production. Nevertheless, premature in-service failures were recorded, with lifespans of only 20 to 30 days in the most critical cases, a value clearly insufficient for operational requirements. To identify the root cause of the problem, a structural assessment was conducted using a combined methodology that included analytical calculations (EN 1993-1-9), Finite Element Method (FEM) analyses, and fatigue assessments based on Basquin’s Law, both in empirical and normative frameworks. The study concluded that the recurrent failures were caused by fatigue, with the welded joint between the support bracket and the main beam identified as the critical weakness. Normative predictions were found to be more reliable, showing greater agreement with observed behaviour, whereas the empirical formulation proved excessively sensitive to material parameters and stress definitions. On the basis of these findings, two alternative solutions were evaluated. The first, involving an additional component welded to the existing support bracket, extended service life to 5 to 9 months, representing an improvement of 400% to 1250% compared with the original 20–30 day lifespan, distinguished by its easy implementation. The second, involving a complete redesign with reinforced ribs and double weld beads, achieved service lives ranging from 1 to 2 years, an increase of approximately 1100% to 3500% relative to the initial condition. This approach represented the most effective solution. In conclusion, this dissertation proposed practical measures to extend the durability of the supports and established a systematic methodology for fatigue assessment in welded joints, combining normative criteria with advanced numerical simulation.porFadigaSoldaduraMétodo dos Elementos FinitosIntegridade Estruturalmaster thesis