DESIGN AND STRUCTURAL ANALYSIS FOR THE IMPROVEMENT AND PERFORMANCE OF TREADMILL SUPPORT USING 3D CAD AND CAE SIMULATION

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Authors

DOI:

https://doi.org/10.56579/rei.v7i4.1965

Keywords:

Simulation, CAD, CAE, Stress Analysis, Treadmill, Design Optimization

Abstract

This study analyzed and optimized the screen support in treadmills through static, modal, and harmonic simulations using CAD and CAE tools. The static analysis showed that the original design, made of Structural Steel, reached 128.58 MPa, while replacing it with YS355 increased the stress to 136.54 MPa. In the optimized design, structural stiffness improved, resulting in 208.16 MPa (Structural Steel) and 221.12 MPa (YS355). The modal analysis indicated that the screen mass reduced the natural frequency from 29.95 Hz to 13.92 Hz in the original design and from 39.79 Hz to 16.89 Hz in the optimized one. The harmonic analysis revealed that the frequency required for an 8 mm displacement increased in the optimized design, indicating greater stiffness.Finally, the fatigue analysis showed that the original design with YS355 had a longer lifespan (1.8 × 10⁸ cycles), while the optimized design had a safety factor of only 0.41, making its application unfeasible. In conclusion, the optimization brought structural improvements, but fatigue resistance must be reassessed to ensure long-term viability

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Author Biographies

Italo da Cunha Pereira, Senai University Center São Paulo

Student of the Graduate Program in Industrial Mechanical Projects at the Senai University Center of São Paulo – Roberto Simonsen Campus.

Leandro Cardoso da Silva, Senai University Center São Paulo

PhD in Mechanical Engineering from the University of São Paulo.
Institution: SENAI University Center SP – Roberto Simonsen Campus.
Address: Rua Monsenhor Andrade, 298, Brás, São Paulo – SP, ZIP Code 03008-000.

Guilherme Turra, Senai University Center São Paulo

Bachelor in Mechanical Engineering from the University of São Paulo.
Institution: SENAI University Center SP – Roberto Simonsen Campus.
Address: Rua Monsenhor Andrade, 298, Brás, São Paulo – SP, ZIP Code 03008-000.

Lucas Almeida Willenshofer, Senai University Center São Paulo

Master in Mechanical Engineering from the Federal Institute of São Paulo.
Institution: SENAI University Center SP – Roberto Simonsen Campus.

Edgard Gonçalves Cardoso, SENAI University Center São Paulo

Master’s Degree in Energy from the Federal University of ABC (UFABC).
Institution: SENAI University Center SP – Roberto Simonsen Campus.

Manuel Patricio da Silva Bisneto, SENAI University Center São Paulo

PhD in Nanosciences and Advanced Materials from the Federal University of ABC (UFABC).
Institution: SENAI University Center SP – Roberto Simonsen Campus.
Address: Rua Monsenhor Andrade, 298, Brás, São Paulo – SP, ZIP Code 03008-000.

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Published

2025-08-03

How to Cite

Pereira, I. da C., Silva, L. C. da, Turra, G., Willenshofer, L. A., Cardoso, E. G., & Silva Bisneto, M. P. da. (2025). DESIGN AND STRUCTURAL ANALYSIS FOR THE IMPROVEMENT AND PERFORMANCE OF TREADMILL SUPPORT USING 3D CAD AND CAE SIMULATION. Interdisciplinary Studies Journal, 7(4), 01–24. https://doi.org/10.56579/rei.v7i4.1965

Issue

Vol. 7 No. 4 (2025): REVISTA DE ESTUDOS INTERDISCIPLINARES

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