Apostila Pro Mechanica

7/25/2019 Apostila Pro Mechanica

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ndicendicendicendice

Mdulo 01Mdulo 01Mdulo 01Mdulo 01 ---- Introduo Simulao Estrutural e Trmica com o Pro|Introduo Simulao Estrutural e Trmica com o Pro|Introduo Simulao Estrutural e Trmica com o Pro|Introduo Simulao Estrutural e Trmica com o Pro|EEEEngineerngineerngineerngineer____________________________________________________________________________________________ 1111----1111

Mdulo 02Mdulo 02Mdulo 02Mdulo 02 Otimizando o projeto da estrutura usando o MechanicaOtimizando o projeto da estrutura usando o MechanicaOtimizando o projeto da estrutura usando o MechanicaOtimizando o projeto da estrutura usando o Mechanica________________________________________________________________________________________________________________________________ 2222----1111

Mdulo 03Mdulo 03Mdulo 03Mdulo 03 Simplificando o projeto uSimplificando o projeto uSimplificando o projeto uSimplificando o projeto usando idealizaessando idealizaessando idealizaessando idealizaes____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3333----1111

Mdulo 04Mdulo 04Mdulo 04Mdulo 04 Otimizando Modelos para AnlisesOtimizando Modelos para AnlisesOtimizando Modelos para AnlisesOtimizando Modelos para Anlises________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4444----1111

Mdulo 05Mdulo 05Mdulo 05Mdulo 05 Colocando propriedades ao modeloColocando propriedades ao modeloColocando propriedades ao modeloColocando propriedades ao modelo____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5555----1111

Mdulo 06Mdulo 06Mdulo 06Mdulo 06 Aplicando restries ao modeloAplicando restries ao modeloAplicando restries ao modeloAplicando restries ao modelo____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6666----1111

Mdulo 07Mdulo 07Mdulo 07Mdulo 07 Simulando cargas aplicadas nos modelosSimulando cargas aplicadas nos modelosSimulando cargas aplicadas nos modelosSimulando cargas aplicadas nos modelos________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 7777----1111

Mdulo 08Mdulo 08Mdulo 08Mdulo 08 Criando eCriando eCriando eCriando e rodando anlisesrodando anlisesrodando anlisesrodando anlises____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 8888----1111

Mdulo 09Mdulo 09Mdulo 09Mdulo 09 Comparando resultados MPA e SPAComparando resultados MPA e SPAComparando resultados MPA e SPAComparando resultados MPA e SPA____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 9999----1111

Mdulo 10Mdulo 10Mdulo 10Mdulo 10 Avaliando resultados das anlisesAvaliando resultados das anlisesAvaliando resultados das anlisesAvaliando resultados das anlises____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 10101010----1111

Mdulo 11Mdulo 11Mdulo 11Mdulo 11 Rodando estudos de sensibilidadeRodando estudos de sensibilidadeRodando estudos de sensibilidadeRodando estudos de sensibilidade________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 11111111----1111

Mdulo 12Mdulo 12Mdulo 12Mdulo 12 Rodando estudos de otimizaoRodando estudos de otimizaoRodando estudos de otimizaoRodando estudos de otimizao________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 12121212----1111

MduloMduloMduloMdulo 13131313 Aplicando conceitos de anlise no MechanicaAplicando conceitos de anlise no MechanicaAplicando conceitos de anlise no MechanicaAplicando conceitos de anlise no Mechanica____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 13131313----1111


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Anlise Estrutural e TrmicaAnlise Estrutural e TrmicaAnlise Estrutural e TrmicaAnlise Estrutural e Trmica comcomcomcom o Pro|ENGINEER Wildfireo Pro|ENGINEER Wildfireo Pro|ENGINEER Wildfireo Pro|ENGINEER Wildfire 3333.0.0.0.0 1111 ---- 1111

Mdulo 01Mdulo 01Mdulo 01Mdulo 01---- Introduo Simulao Estrutural e Trmica com oIntroduo Simulao Estrutural e Trmica com oIntroduo Simulao Estrutural e Trmica com oIntroduo Simulao Estrutural e Trmica com o

Pro|engineerPro|engineerPro|engineerPro|engineer

Introduo

Pro|Engineer Wildfire 3.0 Mechanica permite voc avaliar e aperfeioar o seu o projetoestrutural e a capacidade trmica de seu produto como se fosse no mundo real. Isso importante porque permite que voc analise de que forma seu produto atende asespecificaes do seu projeto antes mesmo de voc fazer um prottipo fsico.

Portanto reduzira a quantidade de prottipos fabricados e tambm diminuir o tempo que oproduto chegar ao mercado.

ObjetivosAps completar este mdulo voc estar capacitado a fazer:

Identificar diferenas entre anlise de um elemento geomtrico e uma anlise deelementos finitos Pro|ENGINEER Wildfire 3.0.

Descreve como o processo de validao de um projeto estrutura e trmico com oPro|ENGINEER Wildfire3.0.

Identificar requerimentos de projeto. Rodar simulaes estruturais bsicas para validao de um projeto.


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Introduo Simulao Estrutural e Trmica com o Pro|ENGINEER1111 ---- 2222

Resumo sobre o Pro|ENGINEER Wildfire 3.0 Mechanica

Mechanica um mdulo que junto ao Pro|ENGINEER permite a voc executar simulaesno projeto do seu produto, ento voc pode pr-determinar se o seu projeto ir cumprirtodas as funes requeridas antes mesmo de construir o seu produto.

Existem dois mdulos que constituem o Mechanica: Structure (Estrutural) e Thermal

(Trmico): Mechanica Structure permite o usurio a realizar anlises: Static, Modal,Buckling, Contact, Pre-stress Static, Pre-stress Modal e Vibrao. Adicionalmente,isso inclui Dynamic Time Response1, Dynamic Frequency Response1, DynamicRandom2Response1e Dynamic Shock3Response1.

Mechanica Thermal permite o usurio a realizar anlises: Steady-State4Thermal e Transient5Thermal. Adicionalmente, Mechanica pode simular conduoe conveco trmica, porm no pode simular a radiao trmica.

Estes mdulos transferem informaes de um para outro, pois anlises multidisciplinarespodem ser realizadas. Por exemplo, distribuies de temperatura podem ser transferidasde uma anlise trmica para uma analise estrutural.

Adicionalmente, Mechanica permite que voc realize estudos de otimizao no projeto doseu produto usando critrios estruturais e trmicos, isso importante porque voc podedeterminar variveis de projeto e objetivos de projeto e o Mechanica se encarrega deachar a melhor interao de projeto que compreenda suas especificaes.

Finalmente, Mecanismos (falando em Mechanica Motion) um pacote que permite criaode mecanismos, incluindo cam e slots 2D, engrenagens, contato (colises e impactos

entre peas podem ser simuladas em detalhe) e sub-montagens.

1 Response: Reao.2 Random: Tudo o que depende de fatores incertos ou casuais.3 Shock: impacto.4 Steady-State: Expanso.

5 Transient: Transitrio


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Identificando as diferenas entre FEA e GEA

Solues exatas para equaes diferenciais so somente conhecidas para a maioria degeometrias bsicas e condies de limite. Para extrair informaes teis dessas solues,ns temos que simplificar suposies e depois, usando a engenharia, achar a soluoexata que melhor cabe na aplicao.

Para geometrias complexas, temos uma aproximao geomtrica para que essa forma setorne conhecida. Exemplo: vamos fazer uma simulao em um cilindro, a equao noreconhece a forma de circunferncia, ento o software divide essa circunferncia em ntringulos, pois o triangulo forma conhecida pelos clculos. Se quisermos respostasexatas, temos que recorrer s aproximaes matemticas e mtodos matemticos.

Esses mtodos trabalham da seguinte forma:

Divide a geometria em elementos com deformaes conhecidas. O conjuntodestes elementos chamado de malha. Analisa cada elemento. O comportamento de cada elemento na malha pode ser

descrito por um conjunto de equaes. Forma uma soluo compilando os resultados de todos os elementos.

Dois tipos de anlises:

Temos dois tipos de anlises: Anlise de elemento finito (FEA) e Anlise de elementogeomtrico (GEA).

Anlise de elementos finitos (FEA)

FEA: uma tcnica computadorizada para calcular a resistncia e o comportamento de

estruturas de engenharia. Isso pode ser usado para calcular, deflexo, stress, vibrao,comportamento de empenamento e outros fenmenos.

Uma malha de FEA feita de elementos com extremidades lineares e retas. Como umresultado, muitos elementos so requeridos para criar uma representao exata dageometria. FEA usa funes lineares para calcular deformaes pos stress.

Um computador usado para resolver este conjunto de equaes lineares. Da soluo, ocomputador extrai o comportamento dos elementos individuais. Disso, voc obtm o stresse a deflexo de todas as partes de uma estrutura. Finalmente voc determina se aestrutura valida por comparao dos valores extrados da anlise e dos valores de

resistncia mxima do material.Anlise de elemento geomtrico (GEA)

Anlise de elemento geomtrico (GEA) o segundo tipo de anlise. Usando GEA, umaestrutura quebrada em elementos geomtricos que seguem a geometria da estrutura.

Depois que a malha da estrutura est pronta, cada vrtice em um elemento geomtricoest associado com a ordem polinomial (at a ordem 9).

Consequentemente, os elementos GEA so grandes e mais flexveis, pois eles podemdeformar em formas irregulares que so descritas por frmulas polinomiais.


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Determinando a qualidade de uma soluo analisada

Convergncia definida como a situao onde a resposta deixa de mudar como umafuno caracterstica da malha. Convergncia importante porque isso permite determinarse voc tem uma soluo vivel.

No grfico, deslocamento (delta) est plotado como uma funo do comprimento do vrtice(l). A linha azul tracejada representa a soluo exata, que na prtica desconhecida. Oalgoritmo procede da seguinte forma:

Executa a anlise com a funo de forma linear (delta = al+b) e salva osresultados.

Executa a anlise com a funo de forma quadrtica (delta = al2 + bl + c) ecompara a resposta com o resultado do passo (1). Se a resposta estiverdiferente mais do que a porcentagem dada, o polinmio da funo

incrementado para a prxima ordem. Interaes do resultado anterior com o resultado atual para ver se so parecidos

suficientes para serem considerados idnticos.

Como um resultado do processo citado, a qualidade de sua soluo GEA conhecida.Usando o GEA, o Mechanica permite a voc verificar se a soluo foi convergida.

Diferenas entre GEA e FEA

No FEA, a convergncia alcanada atravs de sucessivos estudos de refinamento demalha. Voc deve continuamente adicionar mais elementos nas reas de interesseenquanto as deformaes de stress mudam e resolvem o sistema de equaes. Adesvantagem aqui que o refinamento da mala extremamente demorado. Como umresultado, atualmente muito poucos analistas usam esta tcnica em seus estudos edecises de projeto.

A soluo GEA adaptvel: convergncia alcanada por incremento de ordempolinomial nos vrtices durante o estudo. Mudando a natureza do problema (deslocando acarga) afetar as ordens polinomiais, mas no necessariamente a malha.


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Descobrindo os materiais

A linha continua no grfico representa uma curva tpica de fora-stress de um metal dctil.No limite linear/elstico do grfico, deformaes so reversveis, que significa que seremover a carga o corpo retornar a sua configurao inicial. Se o corpo est sobre umacarga que ultrapassa o limite de resistncia, ento uma deformao no elstica ocorre,que significa que o corpo ir ficar no estado deformado.

Mechanica uma anlise linear que calcula resultados de acordo com o limite linear. Se omaterial est sobre uma carga que ultrapassa o limite linear, Mechanica mostrar umresultado irreal. Isso significa que voc deve ter certeza que o stress fique abaixo do limitede resistncia.

Identificando o sistema de unidades

Existem quatro medidas bsicas que so requeridas para descrever o sistema estrutural:fora, comprimento, tempo e massa. As unidades para os quatros tipos de medidas sodeterminadas em termos a Lei de Newton: F = m*a.

Quando modelamos no Pro/ENGINEER, essas unidades so determinadas por um padroque voc seleciona ao iniciar a criao de uma pea. De outra maneira o padro configurado no config.pro.

Uma vez que voc transfere sua pea para dentro do Mechanica, o mesmo interpreta osistema de unidade como MKS, mmNs, FPS ou IPS. Mechanica tambm garante que omesmo sistema de unidades aplicado para todas as partes do conjunto de peas. Seuma pea est com uma unidade diferente do conjunto, voc ser avisado pelo sistema

para mudar as unidades antes de continuar no Mechanica.Tabela 1: Determinando Massa e Fora Baseado na Lei de Newton e Sistema de

Unidades


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Identificando o processo de validao e projeto no Mechanica

Uma simulao estrutural tpica consiste na validao e otimizao do projeto. Essas duasfases consistem em vrios passos.

Os primeiros quatros passos compreendem o Design Validationphase (fase de Validaode Projeto). Esses passos permitem voc responder a pergunta O quanto (o quanto

stress, deslocamento...) e validar nosso projeto para o uso pretendido. Identificar o que o projeto requer e especifica esse passo realizado antes de

voc comear a modelar usando o Pro|ENGINEER e que refletir nos objetivosde projeto.

Desenvolvimento do modelo 3-D criar a pea ou montagem e transferir para oMechanica ento voc defini os materiais, engastamentos, cargas e idealizao.

Analisar o modelo Define um tipo apropriado de anlise (estatic, modal,etc.)baseado nos resultados necessrios. Voc tambm pode definir asconfiguraes de convergncia. Rodar a anlise definida.

Interpretar os resultados da anlise determinar se a soluo convergida foi

encontrada. Voc tambm visualiza os resultados gerando grficos, plotagens,etc.

Isso completa a fase de validao de projeto. Depois voc pode responder a pergunta Ese. E se ns quisermos deixar o projeto mais leve? E se quisermos usar menos materiais?O que eu tenho que mudar? Esse projeto pode ser aprovado? Como o stress varia comouma funo dessa dimenso?

Otimizando o modelo determinar o que varia em seu projeto e configurar osobjetivos de projeto. Mechanica ir alterar o projeto utilizando a variveis dentrodas limitaes impostas para atingir os objetivos.


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Identificando Necessidades de projeto

Esse exemplo ilustra simulao estrutural tpica. O objetivo achar um projeto que maisforte e mais leve que o sistema existente, por enquanto est fcil de montar. Essanecessidade proporciona a voc os seguintes requerimentos de projeto.

O stress mximo deve ser menor que 93 N/mm2(MPa). Esse mximo de stresspermitido calculado usando o limite de tenso disponvel para o ao (231 N/mm2)com um fator de segurana de 2,5. O deslocamento mximo permitido 0,04 mm. Isso necessrio porque umadeformao no brao pode causar um grande deslocamento no final da prateleiraque est apoiada. A distancia entre os furos para parafusos (30 mm) a espessura da chapa (2,5mm) tem que ser mantido. Isso necessrio devido s restries de montagem. De acordo com as restries de projeto, as dimenses do furo continuam fixasdurante a otimizao.

Relaes podem ser usadas para obtermos inter-relao entre as dimenses.

Agora que todos os requerimentos esto configurados, voc pode criar o modelo noPro|ENGINEER capturando toda a inteno de projeto, como:

Os quatro raios que so criados como duas features separadas: os raios internose os externos. Este esquema dimensional oferece a flexibilidade de alterar cadafeature independentemente para melhorar o projeto.


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Validando o projeto usando o Mechanica

Uma vez criado o modelo, voc ativa o Mechanica para definir o problema estrutural. Issoinclui definir propriedades de material, restries, cargas e elementos.

Determinar propriedades de material

Voc precisa determinar o material do qual o modelo feito como o ao.Definir engastamento (restries)

Voc precisa definir como o modelo engastado num ambiente simulado.Consequentemente voc determina qual vrtice/superfcie esto presos na posio deacordo com sistema de coordenada.

Definir cargas

A carga do brao deve ser calculada usando as condies de cargas reais. Na realidade,uma prateleira presa ao brao usando dois parafusos. Uma carga de 20lb. aplicada a

um ponto.

Calculando o comportamento da carga

Um diagrama do corpo livre pode ser criado como mostra a figura. Desde que o sistema deequaes seja indeterminado, uma suposio Ay = By feita. O calculo esttico mostra oseguinte resultado:

Ax = -889 N; Ay = 44,5 N; Bx = 889 N; By = 44,5 N.

As foras compostas so iguais, porm opostas.

Definindo os elementos

Idealizaes podem ser feitas para reduzir o nmero de elementos da malha. Isso irreduzir o nmero de equaes a serem resolvidas e tambm reduz o tempo para acharuma soluo.


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Definir e rodar uma anlise esttica

Uma anlise o calculo do modelo baseada nas condies impostas. MechanicaStructure habilita doze tipos de anlises que junta um vasto limite de condies. O tipoanlise depende do tipo de problema. Para este tipo de problema, uma anlise esttica vaiser definida com um nico passo. Uma anlise esttica usada para encontrar o stress eo deslocamento da estrutura.

Rever o sumrio

Um sumrio pode servir para verificar o progresso da anlise e determinar valoresnumricos para o principio do stress, von Mises stress e outros dados.

Mostrar e interpretar os resultados

Janela de resultado pode se criada para mostrar o stress e o deslocamento do modelo.Neste exemplo, varias janelas de resultados podem ser criadas:

Uma plotagem animada que mostra o stress von Mises do modelo. Uma plotagem animada que mostra o deslocamento do modelo. Uma plotagem animada que mostra o stress principal do modelo. Uma plotagem para consultar dinamicamente o stress do modelo.

Os resultados iro mostrar se o projeto pode ser melhorado para satisfazer osrequerimentos de projeto.


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Exerccio 1: Definindo os modelos de produto

Objetivos

Depois de completar com sucesso este exerccio, voc saber sobre: Criar peas simples no Pro/ENGINEER Wildfire 3.0.

Designar Material ao modelo. Acrescentar restries ao modelo. Aplicar cargas.

Lio 1. Criar o brao.

1. Inicie o Pro|ENGINEER Wildfire 3.0.

2. No Folder Browser , procure pela pasta c:\treinamentoXTR\.

o Procure pela pasta analise_estrutural_termica\modulo_01_02.

3. Clique na pasta modulo_01_02para visualizar seu contedo.o Clique com o boto direito do mouse na pasta Modulo_01_02 e selecione

Set Working Directory.

4. Clique New do menu principal e digite BRACO como o nome. Clique UseDefault Templatepara desabilitara opo. Clique OK.

5. Selecione inlbs_part_solide clique OK.

6. Edite as unidades selecionando Edit > Setup > Units. Escolha Milimeter NewtonSecond > Set > Ok > Close > Done.

Lio 2. Criar uma protruso extrudada.

1. Clique em Datum Axes , Datum Points , e Coordenate System nomenu principal para desabilit-los.

2. Inicie a Sketch Tool e selecione o plano FRONT. Clique SKETCHe cliqueClose na janela de referencia.

3. Deixe as referencias padres e desenhe a o brao como mostra na figura seguinte.

4. Clique Line na barra de ferramenta da rea de rascunho.

Figura 01: Sketch 1 fase


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Figura 02: Sketch 2 fase

Figura 03: Sketch final sem dimensionamento

5. Clique Constraints . Clique Equal e seleciona as linhas horizontais emdestaque como mostra na figura seguinte. Clique Close.

Figura 04

6. Clique em Dimension . E clique nos dois seguimentos em destaque na prximafigura e boto do meio do mouse para colocar o valor da cota. Note que a cota fracasome automaticamente, pois foi substituda pela cota angular.

Figura 05: Dimensionamento Angular


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7. Clique na referencia horizontal e no ponto como mostra na figura seguinte. Botodo meio do mouse para colocar o valor da dimenso.

Figura 06: Dimensionamento

8. Continue dimensionando o rascunho at ficar como a figura seguinte.

Figura 07: Dimensionamento final

9. Duplo clique em cada cota e entre com os valores como mostra a prxima figura.

Figura 08: Editando as cotas

10. Clique em Complete Sketch para finalizar o rascunho.

11. Com o rascunho ainda selecionado (vermelho), inicie a Extrude Tool . E entrecom o valor de 2.5de profundidade e clique Complete Feature como mostra a

figura seguinte.


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Figura 09: Extrudado Completo

Lio 3. Criar raios.

1. Inicie o Round Tool . Pressione CTRLe selecione as duas arestas como mostrana figura seguinte. Edite o valor do raio para 5mm e clique em Complete Feature

no dashboard.

Figura 10: Criando raios internos

2. Repita a operao anterior para criar um segundo raio como mostra na figuraseguinte.

Figura 11: Criando raios externos


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Lio 4. Criar dois furos.

1. Clique em Datum Planes para visualizar os planos.

2. Inicie o Hole Tool . Selecione a superfcie como mostra a figura seguinte.

Figura 12: criando furo

3. Clique como o boto direito do mouse selecione Secondary References Collector.Pressione CTRL e selecione os datum planes TOP e RIGHT. Duplo clique paradimenso TOP para 0.0e na dimenso RIGHT para 12.5. clique em To Nextdas opes de profundidade. Edite o dimetro do furo para 12.5 e clique emComplete Feature .

4. Com o furo ainda selecionado, clique em Copy e clique Paste Special .

Selecione Make Copies dependent on dimension of originalse Apply

Move/Rotate tranformations to copies. Clique OK. Clique no plano TOP e arraste verticalmente 30.0como mostra na figura

seguinte.

Clique em Complete Feature .

Figura 13: Segundo furo

5. Clique em Datum Planes para esconder os planos.


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Lio 5. Aplicando Propriedades de Material.

1. Habilite o Mechanica Structure selecionando Applications > Mechanica.

Cheque a caixa de dialogo sobre as unidades e clique Continue.

Tenha certeza que Structure esta selecionado no tipo de modelo eclique OK.

2. Clique em Define Materiais . Adicione STEELpara a coluna Materials in Modelselecionando STEELna biblioteca de materiais e clicando >>>.

3. Assimile STEEL ao BRACO.PRT clicando em Assign > Part. SelecioneBRACO.PRT e clique OK.

4. Clique Closepara fechar janela de materiais.

Lio 6. Definindo restries.

1. Clique em Displacement Constraint .

Digite WELDcomo nome.

Clique Newe digite WELDcomo a Constraint Set Name.

Clique OK.

2. Tenha certeza que Surface(s) est selecionada como referencia na caixa dedialogo. Clique em Select Reference , pressione CTRL e selecione assuperfcies de topo e de base como mostra a figura a seguir. Clique OK.

Figura 14: Seleo de superfcies


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3. Restringir as superfcies nas direes X, Y e Z fixando todas as rotaes etranslaes como mostra na figura seguinte na direita. Clique OK.

Figura 15: Restringindo a superfcie

Lio 7. Definindo cargas.

1. Clique em Bearing Load . Selecione a superfcie inferior do furo superior como o Bearing Holee clique

OK. Clique New e digite BEARING_LOADcomo Load Set Name. Clique OK. Tenha certeza que a opo padro da fora esteja configurada para

Components. Edite o componente X para889.

Edite o componente Y para -44.5. Mantenha valor 0 para o componente Z. Clique Previewpara visualizar a distribuio de carga como mostra na figura

seguinte. Clique OKpara completar a funo.

Figura 16: Pr-visualizando a carga


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2. Clique em Bearing Load . Selecione a superfcie inferior do furo inferior como o Bearing Holee clique

OK. Garanta que BEARING_LOADest configurado como membro do Set Name. Tenha certeza que a opo padro da fora esteja configurada para

Components. Edite o componente X para-889. Edite o componente Y para 44.5. Mantenha valor 0 para o componente Z. Clique Previewpara visualizar a distribuio de carga como mostra na figura

seguinte. Clique OKpara completar a funo.

Figura 17: Definio de cargas completa


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Exerccio 2: Definindo e rondando anlises

Objetivos

Depois de completar com sucesso este exerccio, voc saber sobre: Criar uma anlise esttica e adicionar restries e cargas.

Modificar a convergncia grades de plotagem. Rodar a anlise. Examinar o arquivo sumrio.

Lio 1. Definir uma anlise estrutural esttica para determinar o stress edeslocamento causado pelas foras aplicadas.

1. Clique Design Study .2. Crie uma nova anlise esttica clicando em File > New Static.

Digite BRACO_ESTATICOcomo o nome.

Garanta que a WELDest selecionada (em destaque) como restrio. Garanta que BEARING_LOADest selecionado (em destaque) como carga. Na aba de convergncia (Convergence), garanta que mtodo (method)

esteja configurado para Single-Pass Adaptive. Na aba sada (Output), configure a grade de plotagem para 7. Clique OK.

Lio 2. Rodar uma anlise estrutural esttica e monitorar seu progresso.

1. Clique Start Run .

Clique Yespara deteco de erros.2. Clique em Display Study Status para mostrar os detalhes da anlise.

Role o relatrio para baixo para visualizar o progresso. Verifique e grave a ordem polinomial (Maximum Edge Order) do segundo

passo. Verifique e grave a estimativa de erro. Cheque os valores da carga total (Resultant Load on Model) nas direes X,

Y e Z. Verifique os valores das medidas. Verifique a memria usada e espao em disco usado.

3. Clique em Closepara sair da caixa de dialogo de anlises.


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Exerccio 3: Gerando e interpretando resultados

Objetivos

Depois de completar com sucesso este exerccio, voc saber sobre:

Criar uma plotagem de stress (von Mises). Criar uma plotagem animada do deslocamento.

Lio 1. Criar um janela de resultado para observar a distribuio de stress von Misesno modelo.

1. Clique em Results para definir resultados do Mechanica. No salve o modelo sesolicitado.

2. Clique em Result Window para criar a definio da janela de resultado. Digite BRACO_MAX_VMcomo o nome da janela. Digite VON MISES MAXIMUMcomo o titulo.

Clique Open Design Study , clique em Working Directory , eselecione os resultados do BRACO_ESTATICO.

Clique em Open. Garanta que o tipo de visualizao (display) esteja configurado para Fringe. Garanta que a medida (Quantity) esteja configurado para STRESS. Garanta que o componente (component) esteja configurado para von Mises. Clique na aba Display Optionse clique Contnuos Tonepara desabilitar a

opo se necessrio. Clique na opo Deformedpara habilitar e ajustar a escala para 10%. Clique na opo Animatepara habilitar e ajuste para 16frames. Garanta que Auto Starte Repeat estejam habilitadas. Clique OK and Show para finalizar a definio e mostrar a janela de

resultado.3. Clique no controle de animao para Play , Stop , Step Forward e Step

Backward a animao.4. V para a prxima lio sem fechar a janela de resultado.

Lio 2. Criar uma janela de resultado para mostrar o deslocamento copiando a janelaexistente.

1. Clique em Copy para copiar a janela existente. Digite BRACO_DESLOCAMENTOcomo o nome da janela. Digite DESLOCAMENTO BRACOcomo o titulo. Clique na aba Quantity. Garanta que o tipo de visualizao (display) esteja

configurado para Fringe. Garanta que a medida (Quantity) esteja configurado para Displacement. Garanta que o componente (component) esteja configurado para Magnitude. Clique OK and Show para finalizar a definio e mostrar a janela de

resultado. Clique no controle de animao para Play , Stop , Step Forward e

Step Backward a animao.2. V para a prxima lio sem fechar a janela de resultado.


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Lio 3. Criar uma janela de resultado para mostrar o Stress mximo principalcopiando a janela existente.

1. Clique em Copy para copiar a janela existente. Digite BRACO_PRINCIPALcomo o nome da janela.

Digite STRESS MAXIMO PRINCIPALcomo o titulo. Clique na aba Quantity. Garanta que o tipo de visualizao (display) esteja

configurado para Fringe. Garanta que a medida (Quantity) esteja configurado para Stress. Garanta que o componente (component) esteja configurado para Max

Principal. Deixe as outras configuraes padro. Clique OK and Show para finalizar a definio e mostrar a janela de

resultado.2. Por padro, ambas as janelas de resultado iro aparecer. Clique em Hide Definition

para esconder a janela do brao deslocamento.3. Clique no controle de animao para Play , Stop , Step Forward e StepBackward a animao.

4. V para a prxima lio sem fechar a janela de resultado.

Lio 4. Criar uma janela de resultado Consulta Dinmica para futuras pesquisas nosresultados.

1. Clique em Copy para copiar a janela existente. Digite BRACO_VM_CONSULTAcomo o nome da janela.

Digite CONSULTA MISES QUERYcomo o titulo. Garanta que o tipo de visualizao (display) esteja configurado para Fringe. Garanta que a medida (Quantity) esteja configurado para Stress. Garanta que o componente (component) esteja configurado para Von Mises. Clique na aba Display Options. Clique na opo Animate para desabilitar a opo. Deixe os outros valores padres. Clique OK and Show para finalizar a definio e mostrar a janela de

resultado.2. Por padro, ambas as janelas de resultado iro aparecer. Clique em Hide Definition

para esconder a janela do brao deslocamento.3. Clique Info > Dynamic Querypara investigar os stresses em qualquer localizaodo modelo. Clique Donequando completado.

Lio 5. Mostrar as janelas de resultados e examinar os resultados.

1. Clique em Show Definition para copiar a janela existente.


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Lio 6. Mostrar as janelas de resultados e examinar os resultados.

1. Escreva abaixo as seguintes observaes: Stress von Mises Maximo___________; Deslocamento mximo_______________;

Os resultados satisfazem os requisitos do projeto?___________________.2. Clique em Save As . Digite original como nome e clique OK.3. Clique File > Exit Results > No.4. Clique Save para salvar o modelo.5. Clique File > Close Window .6. Clique File > Erase > Not Displayede clique OKpara apagar da memria RAM

todos os modelo.


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Anlise Estrutural e TrmicaAnlise Estrutural e TrmicaAnlise Estrutural e TrmicaAnlise Estrutural e Trmica com o Pro|ENGINEER Wildfirecom o Pro|ENGINEER Wildfirecom o Pro|ENGINEER Wildfirecom o Pro|ENGINEER Wildfire 3333.0.0.0.0 2222 ---- 1111

Mdulo 0Mdulo 0Mdulo 0Mdulo 02222 OtimizandoOtimizandoOtimizandoOtimizando oooo projeto da estrutura usando oprojeto da estrutura usando oprojeto da estrutura usando oprojeto da estrutura usando o

MechanicaMechanicaMechanicaMechanica

Introduo

Construindo por validao de projeto, voc pode aperfeioar um projeto usando os resultados dasanlises estruturais. Primeiro voc precisa determinar as variveis que iro controlar e influenciarem seu projeto. Essas variveis incluem as dimenses do projeto. Determinando como a variveisafetam seu projeto, voc pode aperfeioar seu produto maximizando ou minimizando variveiscomo stress, fora ou deslocamento para otimizar a aplicao do produto. Ainda mais, o projetopode ser otimizado reduzindo peso, material e custo.

Objetivos

Aps completar este mdulo voc estar capacitado a fazer:

Descrever como fazer otimizao estrutural e trmica no Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 Criar variveis e parmetros de projeto Criar e rodar estudos de sensibilidade global Criar e rodar estudos de otimizao Mostrar os resultados dos modelos otimizados


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Otimizando o projeto da estrutura usando o Mechanica2222 ---- 2222

Identificando o processo de otimizao de projeto mecnico

Enquanto a anlise de projeto do Mechanica permite a voc determinar se o seu projeto factvel,a otimizao de projeto do Mechanica permite a voc como aperfeioar seu projeto ao invs debuscar o valor ideal para cada parmetro.

O processo de otimizao segue os seguintes passos:

Criar variveis e parmetros de projeto definir o que voc quer variar em seu projeto. Rodar estudo de sensibilidade determina o efeito da configurao do limites na variveis

em varias medidas como stress, deslocamento, etc do seu projeto. Rodar estudo de otimizao configurar os limites de valores das variveis de seu projeto

para que o Mechanica atenda os requisitos. Interpretar e aceitar os resultados de otimizao rever os relatrios que o Mechanica

produziu em relao variao de seu produto.


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Criando parmetros e variveis de projeto

Parmetros de projeto so variveis que o modelo pode potencialmente afetar os objetivos deprojeto.

Parmetros de projeto podem ser:

Dimenses do modelo. Parmetros do modelo.

Durante a otimizao do projeto, Mechanica muda as variveis com certo limite para procurar osmelhores valores que satisfaam as restries e otimizam a meta de projeto.

Assegurando a viabilidade dos limites dos parmetros de projeto.

So mltiplas as ferramentas e tcnicas disponveis para assegurar que os parmetros e asvariveis que sero criadas no causaram falhas em seu produto.

O Mechanica anima a variao de acordo com os limites em um determinado nmero de intervalos,assim voc pode ver qualquer falha.

No Pro/ENGINEER Wildfire 3.0, relaes podem ser criadas para inter-relacionar parmetros edimenses. No Mechanica, essas relaes so respeitadas durante o processo de simulao.Mesmo quando o parmetro mudado durante o estudo, Mechanica reavalia as relaes eregenera o modelo. Isso garante que modelo satisfaz o projeto.


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Criando e rodando Estudos de sensibilidade

Estudos de sensibilidade so usados para determinar quando uma certa caracterstica oupropriedade do modelo sensvel a uma mudana. Especificamente, o sistema calcula asmudanas em um modelo (como stress e deslocamento) quando um parmetro varia em um limite.

Existem dois tipos de estudos de sensibilidade que voc pode executar:

Global Sensitivity Studies neste tipo de estudo, voc varia um parmetro em limite devalores (range).

Local Sensivity Studies neste tipo de estudo, voc checa um parmetro para um valorespecifico.

Global Sensivity studies so importantes porque permitem:

Determinar o quanto do modelo afetado quando um parmetro varia por um limite. Elimina parmetros que no so importantes para otimizao. Determina um bom valor inicial para um parmetro em uma otimizao.


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Criando e rodando estudo de otimizao

Em um estudo de otimizao, Mechanica tenta achar um conjunto de valores para os parmetrosde projeto dentro dos limites impostos que maximizam ou minimizam valores dimenses ouparmetros enquanto satisfaz todas as restries.

Existem muitos elementos chaves que necessrio na definio de um estudo de otimizao.

Goal aonde o estudo de otimizao quer chegar pelos parmetros que voc escolheu. Optimization Limits Essas so as restries que o modelo tem que satisfazer. Optimization Variables Em um estudo de otimizao, o software calcula as variveis de

acordo com seus limites os melhores valores que satisfaam os limites e cheguem aoobjetivo.

Revendo os resultados da otimizao

Revendo o relatrio, facilmente voc determina se o estudo de otimizao foi com sucesso ou falho.Se o estudo foi concludo com sucesso, aceite a forma otimizada.

Se o estudo de otimizao falhou, voc precisa investigar o porqu a falha ocorreu. O objetivo possvel de ser comprido? Os limites de otimizao esto configurando corretamente? As variveisde projeto esto com limites corretos? Uma vez revistas estas questes voc edita o estudo esolicita a compilao dos dados.


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Exerccio 1: Criando parmetros de projeto

Objetivos

Depois de completar com sucesso este exerccio, voc saber sobre: Criar parmetros de projeto.

Revendo as formas do modelo.

Lio 1. Renomeando as dimenses no Pro|ENGINEER.

1. Se o Pro|ENGINEER estiver aberto, feche todas as janelas e apagar todos da memria. Noentanto inicie o Pro|E.

2. No Folder Browser , procure pela pastac:\treinamentoXTR\analise_estrutural_termica\modulo_01_02. Clique como o botodireito na pasta modulo_01_02e selecione Set Working Directory.

3. Clique Open e clique em Working Directory . Selecione BRACO.PRT e cliqueOpen.Se voc esta impossibilitado de completar o brao do exerccio anterior, voc pode utilizaro brao completo que est localizado emc:\treinamentoXTR\analise_estrutural_termica\modulo_01_02\resultados. Abra omodelo Brao_completo.prt.

4. Selecione o Extrude 1no Model Tree. Boto direito e clique em Edit.

Selecione a dimenso angular de 45 graus, clique com o boto direito, e selecioneProperties.

Selecione a aba Dimension Texte digite angno campo referente ao nome. Clique OK. Selecione a dimenso de 62.5 como mostra a figura esquerda seguinte, clique com o

boto direito e selecione Properties.

Selecione a aba Dimension Texte digitetopno campo referente ao nome. Clique OK.

5. Troque a visualizao da dimenses entre valores numricos e nomes simblicos clicandoem Info > Switch Dimensions. O modelo deve ficar como mostra a figura direita a seguir.

Figura 01: Seleo da dimenso e visualizao das dimenses


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Lio 2. Criar uma relao. Como o ngulo muda, a ponta do brao rotaciona paramanter a forma de pea desejada. Criar uma relao que contenha asintenes de projeto.

1. Selecione Tools > Relationspara adicionar a seguinte relao:

/* Mantendo a altura do brao.

if ang >= 45 & ang Mechanica.

Cheque o sistema de unidades na caixa de dialogo e clique Continue.

2. Clique Setup Simulation Display .

Clique na aba Loads/Constraints.

Clique em Unselect All para desabilitar a visualizao de as cargas e restries.

CliquePreviewe OKpara fechar a caixa de dialogo.

3. Clique Analysis > Mechanica Design Controls > Design Params > Create.

Clique em Select, selecione a featuredo raio interno, e selecione a dimenso como amostra figura seguinte.

Edite o nome para raio_interno.

Define a variao editando o mnimo para 2.5e o maximo para 12.5. Clique em Accept > Done.

Figura 02: Selecionando raio interno


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4. Clique Shape Animatepara pre-visualizar a variao de projeto do raio_interno.

Garanta que a variao do raio_internoesteja de 2.5para 12.5.

Digite 2 para o nmero de intervalos para gerar dois modelos.

Clique Animate.

Digite Yespara ir ao prximo passo.

5. Clique Yespara que o modelo volte a sua forma original.

Lio 4. Definir parmetros adicionais e animar o modelo.

1. Clique em Design Params > Create.

Clique em Select, selecione a featuredo raio externo, e selecione a dimenso.

Edite o nome para raio_externo.

Define a variao editando o mnimo para 2.5e o mximo para 12.5.

Clique em Accept.

2. Clique em Create.

Clique em Select, selecione Sketch 1do model tree, e selecione a dimenso 62.5.edite o nome para aba_superiorcomo mostra a figura seguinte.

Defina a variao editando o valor mnimo para 53.0e o mximo para 62.5.

Clique Accept.

3. Usando os procedimentos do passo anterior, crie parmetros adicionais como mostra afigura seguinte. O nome e a variao dos parmetros podem ser encontrados na tabelaseguinte.

Tabela 1: Criando raios internos

Nome Mnimo Atual MaximoAba_inferior 26.0 62.5 62.5Largura_aba 25.0 50.0 50.0Comprimento_braco 46.0 50.0 53.0Ang 45 45 90

Figura 03: Criando parmetros de projeto4. CliqueDone.


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5. Clique Shape Animatepara pr-visualizar a variao de projeto de todos os parmetros.Selecione cada parmetro e mude a configuraes de parmetros como mostra a tabelaseguinte.

Tabela 2: Criando raios internos

Nome do parametro Configuraes1 Configuraes2Raio_interno 2.5 12.5Raio_externo 2.5 12.5Aba_superior 62.5 53.0Aba_inferior 62.5 26.0Largura_aba 50 25.0Comprimento_braco 53 46Ang 45 90

Digite 2para numero de intervalos para gerar dois modelos.

Clique em Animate. O modelo deve mudar seu formato como mostra a figuraseguinte.

Digite Yespara ir ao prximo passo.

Figura 04: Animao da mudana de forma.

6. Clique em Yes para retornar o modelo a sua forma original. Clique Done/Return.7. Clique em Save para salvar o modelo.


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Exerccio 2: Criando e rodando Estudos de sensibilidade global

Objetivos

Depois de completar com sucesso este exerccio, voc saber sobre: Criar um estudo de sensibilidade global.

Gerar plotagem das medidas x parmetros de projeto.

Lio 1. Criar um estudo de sensibilidade global.

1. Clique Design Study .2. Crie uma nova anlise esttica clicando em File > New Design Study.

Digite BRACO_GScomo o nome. Configure o tipo de Standardpara Global Sensitivity. Garanta que a anlise BRACO_ESTATICO (Static) esteja selecionada. Selecione o parmetro raio_internoe verifique que o inicio Minimume o final o

Maximum. Edite o numero de intervalos para 4. Selecione o Repeat P-loop Convergence. Clique em Accept.

Lio 2. Rodar estudo de sensibilidade global.

1. Clique em Configure Run Settings . Garanta que Use Elements from an Existing Studyest selecionado e o caminho

esta configurado para:C:\TreinamentoXTR\analise_estrutural_termica\modulo_01_02\BRACO_ESTATICO.

Clique OK.

2. Clique Start Run . Clique Yespara deteco de erros.

3. Clique em Display Study Status para voc ver o progresso.4. Clique em Closepara sair da caixa de dialogo de anlises.

Lio 3. Criar um janela de resultado para colocar em grfico o stress von Mises x raiodo raio_interno.

1. Clique em Results para iniciar a definio dos resultados do Mechanica. No salve omodelo se perguntado.

2. Clique em Result Window para criar uma janela de resultado. Digite VM_SENScomo nome da janela. Clique Open Design Study e selecionar o resultado BRACO_GS. Clique Open. Garanta que Quantityesta configurada para mostrar Measure. Clique Define Measure , selecione max_stress_vme clique OK. Garanta que Graph Locationesteja configurada para Design Vare raio_interno.

Clique em OK and Show.


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Figura 05: Grfico

Lio 4. Rever e interpretar os resultados de um estudo de sensibilidade global.

1. Escreva o valor do raio_interno que corresponda ao stress da restrio de projeto____________. Esse valor pode ser usado como o valor inicial do raio_interno naotimizao.

2. Clique File > Exit Results > Nopara fechar a janela.


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Exerccio 3: Otimizando o modelo do produto

Objetivos

Depois de completar com sucesso este exerccio, voc saber sobre: Criar e rodar um estudo de otimizao. Identificar parmetros crticos. Configurar um critrio de convergncia. Atualizar o modelo.

Lio 1. Criar um estudo de otimizao de projeto.

1. Clique Design Study .

2. Crie uma nova anlise esttica clicando em File > New Design Study.

Digite BRACO_OTMcomo o nome. Configure o tipo para Optimization. Garanta que a anlise BRACO_ESTATICO (Static) esteja selecionada.

3. Edite o Goalpara Minimize, clique Select, clique total_mass, clique OK.

4. Garanta que Limits Onesteja habilitado. Clique Create, selecione max_disp_mag, e clique OK. Edite max_disp_magpara < 0.04. Edite max_stress_vmpara < 93.

5. Selecione todos os parmetros em Parameter Section para definir-las como variveis deprojeto no estudo de otimizao.

Verifique que o Minesteja configurado para Minimume Maxesteja configurado paraMaximumpara todos os parmetros.

Aponte os valores de parmetro iniciais como a tabela seguinte.Tabela 3: Variao dos parmetros e os valores iniciais

Parametro Mnimo Inicial Maximo

Raio_interno Minimum 3.75 MaximumRaio_externo Minimum 3.75 MaximumAba_superior Minimum 62.5 MaximumAba_inferior Minimum 62.5 Maximum

Largura_aba Minimum 50.00 MaximumComprimento_braco Minimum 50.00 Maximumang Minimum 45 Maximum

6. Edite o Optim Convergence (%)para2. Clique em Accept > Close.

Lio 2. Criar uma janela de resultado para mostrar o deslocamento copiando a janelaexistente.



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2. Clique em Result Window para criar uma janela de resultado. Digite VM_HISTORIAcomo nome da janela. Clique Open Design Study e selecionar o resultado BRACO_OTM. Clique Open. Garanta que Quantityesta configurada para mostrar Measure. Clique Define Measure , selecione max_stress_vme clique OK. Garanta que Graph Locationesteja configurada para Design Vare raio_interno. Clique em OK and Show.

Lio 3. Criar uma janela de resultado para mostrar o grfico da massa x passo deotimizao usando uma janela existente.

1. Clique em Copy para copiar a janela existente. Digite HISTORIA_MASSAcomo o nome da janela. Garanta que o BRACO_OTM esteja configurado como Design Study. Garanta que o Display Typeesteja configurado para Graph.

Garanta que a Quantityesteja configurada para Measure. Clique Define Measure , selecione total_mass,e clique OK. Clique em OK and Show.

Figura 06: Grficos de otimizao

2. Anote a massa inicial _________________.3. Anote a massa final __________________.

4. Clique Save As . Digite Otimizao_braocomo nome e clique OK.5. Clique File > Exit Results > Nopara fechar a janela.


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Lio 4. Repetir o processo de otimizao e atualizar o modelo.

1. Explore a historia de otimizao.

Clique em Folder Browser , e procure por:c:\treinamentoXTR\analise_estrutural_termica\modulo_01_02\resultados. Boto

direito do mouse e selecione Set Working Directory.

CliqueOpen . Selecione BRACO_COMPLETO.PRTclique Open.

Habilite o Mechanicaclicando em Applications > Mechanica.

Cheque o sistema de unidades e clique em Continue.

Selecione Analisys > Mechanica Design Controls > Optimize Hist > Search Study.Selecione BRACO_OTM.

2. Pressione Enter quando solicitado para rever o prximo passo. Repita para o prximo passo.

3. Pressione Enter para deixar o modelo na forma otimizada. Clique Done/Return.

Figura 07: Brao otimizado

Lio 5. Criar uma janela de resultado para mostrar a plotagem de resultados deStress von Mises do modelo otimizado.


2. Clique em Result Window para criar uma janela de resultado.

Digite VM_FINALcomo nome da janela.

Clique Open Design Study e selecionar o resultado BRACO_OTM.

Clique Open.

Garanta que o Display Typeesteja configurado para Fringe.

Garanta que Quantityesta configurada para mostrar Stress.


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Garanta que Componentesteja configurado para von Mises.

Clique na aba Display Optionse Clique em Continuous Tonepara desbilitar aopo se necessrio.

Clique na opo Deformedpara habilita-la e configure a escala para 10%.

Clique na opo Animatepara habilitar e configure para 16 frames.

Garanta que a opo Auto Start and Reverse esteja habilitada.

Clique em OK and Show.

3. Anote o Stress von Mises Maximo ______________.

4. Anote o Deslocamento mximo _______________.

5. Calcule a quantidade massa que foi reduzida ___________________.

6. Clique em Save As . Digite finalcomo nome e clique OK.

7. Clique File > Exit Results > No.

8. Clique Save para salvar o modelo.

9. Clique File > Close Window .

10. Clique File > Erase > Not Displayede clique OKpara apagar da memria RAM todos osmodelo.


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Anlise Estrutural e TrmiAnlise Estrutural e TrmiAnlise Estrutural e TrmiAnlise Estrutural e Trmica com o Pro|ENGINEER Wildfire 3ca com o Pro|ENGINEER Wildfire 3ca com o Pro|ENGINEER Wildfire 3ca com o Pro|ENGINEER Wildfire 3.0.0.0.0 3333 ---- 1111

Mdulo 03Mdulo 03Mdulo 03Mdulo 03 Simplificando o projeto usando idealizaesSimplificando o projeto usando idealizaesSimplificando o projeto usando idealizaesSimplificando o projeto usando idealizaes

Introduo

Idealizaes so aproximaes matemticas do modelo geomtrico. Voc pode escolherdiferentes tipos de idealizao para simplificar projetos quando as anlises so rodadas.Idealizaes so importantes porque reduzem o tempo que o Mechanicautiliza para calcular.

Objetivos

Aps completar este mdulo voc estar capacitado a fazer:

Descrever os tipos e aplicaes das idealizaes; Simplificar o projeto usando idealizao; Descrever o propsito das conexes rgidas; Descrever o propsito das soldas finais e de contorno.


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Simplificando o projeto usando idealizaes3333 ---- 2222

Gerando modelo

Antes de voc comear a modelar produtos no Pro|ENGINEER Wildfire 3.0, importante vocentender a inteno do seu projeto, dependendo da tcnica de modelamento voc pode obterresultados de anlises mais rpidos. A chave para obter isso planejar o modelamento emtermos de anlise desde o comeo. Seu objetivo deve ser criar modelos fceis de analisar.

Segue alguns exemplos:

Base featurescriando uma Featureapropriada em seu modelo, voc pode economizarbastante tempo de anlise.

Finishing features criando Featurescomo Featuresde acabamento ao invs de incluirsketched features, pois voc poder suprimir as Featuresantes de rodar uma anlise.

Dimensioning scheme voc pode reduzir tempo planejando o esquema dedimensionamento do sketchento quando voc cria parmetros de projeto, suas peasregeneram sem falhas. Consequentemente voc deve planejar futuras mudanas noformato do seu sketchento voc pode realizar estudos de sensibilidade e otimizao

em seu projeto.

Managing relations construindo intenes de projeto dentro das relaes, voc ditacomo os parmetros iro se comportar.


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Identificando as diferenas entre os tipos de idealizaes

Idealizaes um termo usado para nomear os elementos de Mechanica. Este termo colocanfase no fato em que os elementos que constituem representaes matemticas da realidade,voc ver a funo de cada tipo de elemento.

Em seguida esto os tipos de idealizaes seguidos dos tipos de uso:

Beam Elements(elementos de barra) so representados simples linhas no espao. Elesso extremamente econmicos do ponto de vista computacional por essa razo conveniente modelar de ponta a ponta toda a estrutura. (tipicamente trelias, pontes earmao feitas de vigas padres).

Shell Elements(elementos de casca) so representadas como superfcies semespessura. Eles so geralmente usados para representar peas que so finas emrelao s outras medidas (pratos, tubos...). Elementos de casca tm um processamentoeconmico em relao aos elementos 3-D.

Springs Elements(elementos de molas) so representaes da inflexibilidade ou da

flexibilidade, mas no acrescentam massa ao sistema. Uma correia de transmisso podeser um exemplo de elemento de mola. Elementos de mola so elementos elsticoslineares, ento se voc duplica a fora aplicada depois voc tem o dobro dedeslocamento. Elementos de mola podem conectar dois pontos ou um ponto ao cho.Inflexibilidades podem ser definidas na translao (fora por unidade de comprimento)como toro.

Mass Elements(elementos de massa) so usados para representar qualquercomponente que contribui com massa ao sistema (por exemplo: motor de um braorobtico). Isso particularmente usado para anlise modal.

Solid Elements(elementos slidos) podem ser usados para modelar qualquer tipo deestrutura. No entanto, so os que mais utilizam processamento.

Quando decidir qual dos elementos vai usar, considere a estrutura que comea a ser modeladae qual vai ser o seu comportamento, antes mesmo da geometria. Isso ir ajuda na escolha dotipo de elemento para seu modelo.


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Identificando as diferenas de terminologia entre Mechanica ePro|ENGINEER Wildfire 3.0

Se tornar familiar com a terminologia critico quando voc lida com a interface do Mechanica.Termos usados na troca significam coisas diferentes no Mechanica e no Pro|ENGINEERWildfire 3.0. Em particular, ns temos que distinguir entre entidades geomtricas e entidades deelemento.

Alguns dos termos tm os mesmos significados. For exemplo, quando discutimos slidos noMechanica, um usurio do Pro/ENGINEER pode usar o termo volume.

Em resumo, o Mechanicaque nos diz respeito:

Um Shellno Pro/ENGINEER um tipo de Featureque no pode ser confundido com oselementos do Mechanica;

Edges/Cuvesso usados para indicar geometrias;

Faces/Surfacesso usados para indicar geometrias;

Slidos e Volumes so equivalentes.


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Simplificando Projetos usando idealizaes

Elementos de casca so representados como superfcies sem espessura. Eles so usados pararepresentar peas que so finas em relao s outras dimenses. Alguns exemplos disso peascomo pratos, tubos, painis, etc...

De novo voc tem que garantir as suposies bsicas aplicadas:

Espessura da casca constante atravs de todos os elementos. Dobrando antes de cisalhar, modo de deformao dominante. Como resultado, um

elemento de casca tem distribuio de stress linear pela espessura da tenso no topo ata compresso no fundo.

A proporo entre comprimento e a espessura deve ser maior que 10 e menor que 1000.

A curvatura da casca deve satisfazer r > (2/3) * t porque uma curvatura acentuada nopode ser manuseada pelo shell. Elementos de casca uma realidade 3-D, ento de umponto de vista geomtrico o menor raio possvel r = t/2.

Mechanicapermite a voc a misturar elementos criados manualmente e elementos criados peloAutoGEM. N a N deve ser observado para evitar erros no modelo. Voc pode especificaronde os elementos de casca vo ser criados (no plano intermedirio, na face, numa regio ouem um datum plane).


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Criando a superfcie intermediaria

Para encontrar o critrio para modelos de casca, uma pea deve ter espessura constante oumulti-constante. A espessura do elemento de casca sempre distribuda uniformemente sobrea superfcie. Por essa razo importante que esta superfcie represente o plano intermediriodo modelo.

Este um processo de trs passos:

Definir os pares de casca define os pares de superfcies que sero comprimidos. Umpar pode consistir em dois ou mais superfcies lados opostos de um volume.

Verificar se a opo Midsurface esta configurada Mechanica usa esta configuraopara determinar se usa malha slida ou de casca.

Testar a compresso da casca use esta opo para comprimir os pares de superfciesem seus planos intermedirios e pr-visualiza a interpretao da casca.

Identificando Propriedades da casca

Elementos de casca requerem:

Thickness um elemento de casca que deve ser associado a uma espessura parasubstituir a geometria. No modo integrado, isso feito na definio dos pares desuperfcie. No modo independente, a espessura colocada na definio da casca.

Material as propriedades do material devem se colocadas na superfcie quandopossvel.

Shell Property Elementos de casca podem ser usados para laminar o modelo.Propriedades adicionais so necessrias para definir a laminao, isto , equivalente uma matriz de dureza (A, B, D). Isso pode ser colocado diretamente ou calculado peloMechanica.


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Simplificando projetos usando elementos de barra

Um elemento de barra representado como uma nica linha no espao. Elementos de barraso tipicamente usados no modelamento de grandes estruturas.

Elemento de barra resulta de uma derivao teoria clssica de barras. sua responsabilidadegarantir que as suposies a seguir foram aplicadas no uso de elemento de barra:

A barra tem uma seo transversal constante.

A barra tem uma seo transversal simtrica e as cargas so aplicadas pelo plano desimetria. Efeitos de toro podem ser importantes para sees no simtricas e nobem manipuladas pela teoria clssica de barras. No entanto, voc pode analisarcanais e sees L como elemento de barra.

A proporo comprimento-largura e comprimento-profundidade deve ser maior ouigual a 10:1.

Resultados incluindo eixo, dobramento, toro e stress total da barra. Note que stressde cisalhamento no est incluso. Efeitos de cisalhamento no podem ser captadoscom os elementos de barra.

A seo transversal da barra no rotaciona em torno se prprio eixo.Mechanicagera a malha para os elemento de barra durante o estudo usando o AutoGEM.

Mechanica mostra um cone representando a seo da barra e a orientao de como foiespecificado. As prximas propriedades devem ser fornecidas:

Beam Section define a geometria da seo transversal e/ou propriedades paraos elementos de barra.

Beam orientation especifica a orientao da barra em relao ao modelo.

Beam release permite a definio da juntas entre os elementos de barra.

Material deve ser especificado para o elemento.


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Beam Sections

Propriedades da seo so especificadas usando os seguintes campos:

Section Name: permite voc a definir uma biblioteca de seo para referenciafutura.

Description: permite voc documentar o tipo de seo para uma fcil identificao.

Type: permite voc a especificar o tipo de seo a ser definido (exemplo: canal,Barra I).

Quando a opo Review Propertiesestiver selecionada, ir calcular e mostrar rea e momentosde inrcia da seo em especifico.

A especificao da seo fica subentendido a definio do sistema de coordenada para oelemento de barra. Por padro, o eixo X esta orientado pela direo longitudinal. Os eixos Y e Zso definidos usando a propriedade Beam Orientation.

Beam Release

Liberdade das barras determina os graus de liberdade da barra.

Use o comando de liberdade para especificar os graus de liberdade tanto das barras retasquanto para as barras curvas. Se voc no define os graus de liberdade, assume que todos osgraus de liberdade participam das conexes nos final das barras.


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Simplifique projetos usando os elementos de massa e de mola

No Structure, voc pode adicionar dois tipos de elementos especiais no seu modelo massas emolas. Esses elementos proporcionam a voc habilidade de idealizar o comportamento doseu modelo mais perto da realidade.

Um elemento de massa um ponto que voc representa uma massa concentrada sem formatoespecifico. A massa de um objeto determina como que o objeto resiste translao e rotao.

Elementos de massa no tm nenhum efeito sobre anlises estticas a no ser se voc incluircarga de gravidade ou uma carga centrifuga. No entanto, elementos de massa tm um efeitonas anlises modal ou dinmica.

Um elemento de mola representa conexo de mola elstica e linear que voc pode definir deum ponto a outro ponto ou de um ponto ao cho.

Elementos de molar fornecem dureza em locais onde voc s coloca. Eles tambm podematuar engastando o modelo e em algumas ocasies, talvez seja a nica restrio que vocprecisa aplicar ao modelo. No entanto, enquanto uma mola retira a liberdade em uma direo osoutros graus de liberdade tm movimento. Se voc est utilizando de ponto ao cho, seumodelo est inteiramente fixo no ponto a mola se conecta ao cho.


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Identificando propriedades do elemento de massa

Elementos de massa so usados para simular componentes em um sistema, no qual contribui,mas no enrijece.

Duas propriedades podem ser usadas para definir um elemento de massa:

O Valor da Massa deve ser preenchido com a unidade apropriada (lembre essa amassa e no o peso voc deve dividir o peso pela gravidade para saber o valor real damassa).

Valores para os Momentos de Inrciaso usados para analisar onde as cargas inertesso consideradas. Usando momentos de inrcia o caminho exato para simular apresena de peas complexas sem ter modelado a geometria.

Identificando propriedades do elemento de mola

Propriedades do elemento de mola permitem voc a indicar a toro ou extenso de uma molanas direes xx, yy e zz.

Simplifique projetos utilizando elementos slidos

Um modelo slido uma pea que foi modelada como tetradricos ou blocos ou cunhas. usasomente elementos tetradricos para modelamento slido por padro. Elementos slidos devemser usados quando a pea grossa, ou quando a peas no tem dimenses pequenas ossuficiente para utilizar elementos de casca.

uma anlise demorada, elementos slidos so utilizados no modelo.

Para obter um resultado seguro, o elemento slido deve respeitar a seguinte proporo:maior que 30:1 no deve ser usado.

Os seguintes tipos de slidos so criados:

o Bloco seis faces quadrilaterais e oito pontos.

o Cunhas duas faces triangulares, trs faces quadrilaterais e seis pontos.

o Tetradrico quatro faces triangulares e quatro pontos.

Quando usa o, a gerao da malha ocorre por traz das cmeras.


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Procedimento para criar elementos slidos

Para assegurar uma boa conectividade entre ponto, vrtice e superfcie. Elemento demalha manual no devem ser misturados elementos criados pelo AutoGEM.

Elementos slidos no devem se sobrepor.

Elementos adjacentes devem ter conexo de vrtice com vrtice. Qualquer vrtice no

anexo cria um problema no modelo. Divida grandes arcos segmentos separadoscolocando pontos em seu contorno.


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Simplificando projetos usando conexes de solda

Uma conexo um ponto de contato entre duas ou mais peas ou subconjuntos. Nos trs tiposde soldas podem ser usados end welds, perimeter weldse spot welds.

End Welds(solda de topo) podem ser usadas modelos de montagens para conectar laminas. Aslaminas podem ser curvas e colocadas em planos oblquos ou ngulos retos, como asconfiguraes T ou L. usando a end weld, a malha da casca de uma lamina estendida para

encontrar a malha da outra lamina.End weldspodem unir:

Dois componentes com paredes finas em ngulo reto ou ngulo oblquo.

Dois componentes com paredes unidas em ngulo reto e com um pequeno afastamentoentre as superfcies comprimidas.

Dois componentes com paredes unidas em ngulo oblquo sem nenhum contato entreos componentes.

Perimeter welds (solda de permetro) podem ser usadas em montagens para conectar laminasparalelas, no qual pode ser curvada, ao longo do permetro de uma das laminas. Durante a

gerao da malha, uma srie de superfcie automaticamente criada para conectar os vrticesda lamina superior em relao laminha base. Criar os elementos de casca nas superfciesselecionadas.

Spot welds (solda ponto) podem ser usada para conectar duas superfcies paralelas por umdatum pointque voc especificou. Quando voc adiciona spot weldno seu modelo, conecta asduas superfcies em um ponto circular, e transfere deslocamentos de uma pea a outra.

Simplificando usando conexes rgidas

Uma conexo rgida conecta entidades geomtricas, como superfcies, curvas ou pontos, eles

continuam conectados rigidamente durante a anlise. Motivos pelos os quais devemos usarconexes rgidas:

As peas se movem juntas como se fosse um nico corpo rgido.

Eles no deformam, mas o corpo rgido pode se mover como um todo.


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Exerccio 1: Aplicando Massa, Mola e elementos de Barra

Objetivos

Depois de completar com sucesso este exerccio, voc saber sobre: Criar elementos de barra, massa e mola.

Designar propriedades de barra a uma curva. Designar propriedades de massa e mola.

Lio 1. Criar a estrutura de Trelia.

Se voc esta impossibilitado de criar a trelia, voc pode utilizar a trelia completa queest localizada em c:\treinamentoXTR\analise_estrutural_termica\modulo_03. Abra omodelo trelica_completa.prt.

1. Se o Pro|ENGINEER estiver aberto, feche todas as janelas e apague todos da memria.No entanto inicie o Pro|E.

2. No Folder Browser , procure pela pastac:\treinamentoXTR\analise_estrutural_termica\modulo_03. Clique como o botodireito na pasta modulo_03e selecione Set Working Directory.

3. Clique New e coloque trelicacomo nome. Clique OK.

4. Clique em Datum Planes para habilitar a visualizao deles.

5. Inicie a Sketch Tool e selecione o plano FRONT. Clique em Sketche clique Close

para a janela de referencia. Clique em Datum Plane para desabilitar sua visualizao.6. Clique em Line e desenhe como mostra a prxima figura. Clique em Dimension e

dimensione o desenho conforme a prxima figura.

Figura 01: Desenho trelia

7. CliqueComplete Sketch .

Lio 2. Criar elementos de barra.


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1. Habilite o Structureselecionando Applications > Mechanica.

Cheque o sistema de unidade e clique Continue.

Garanta que Structureesteja selecionado em Model Typee clique OK.

2. Clique New Beam .

Entre com o nome de tubo_oco.

Configure como referencia de Point-Pointpara Edge/Curve.

Clique em Select Reference e selecione as curvas como referencias. CliqueOK.

3. Clique More para designar propriedades de material.

Adicione STEEL para a lista Materials in Model selecionando STEEL na listaMaterials in Librarye clicando >>>. Clique OK.

Garanta que a direo Yesteja configurada para Vector in WCS, e entre X = 0, eY = 0e Z = 1.

4. Clique Morepara designar a seo.

Clique em Newpara adicionar uma seo de barra.

Entre como nome circunferencia.

Configure o tipo de seo como Hollow Circle.

Determine o raio externo para R= 12.5.

Determine o raio interno para R= 8.75.

Clique OKeOK.5. cones aparecem em intervalos ao longo de cada barra como mostra a prxima figura.

Figura 02: Trelia com os elementos de barras


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Lio 3 Anexar a peso (massa) extremidade da trelia e modelar um suporte flexvel (mola)anexado ao centro da trelia em relao ao cho.

A massa e a mola so colocadas em pontos criados em seu modelo. Voc ira criar um

datum pointno Mechanica.

1. Clique em Datum Points para habilitar sua visualizao.

2. Inicie a Datum Point Tool .

Selecione o vrtice localizado nos extremos direito do seu modelo para criar oponto PNT1.

Selecione o vrtice como mostra a prxima figura para criar o ponto PNT1.

Clique OK para finalizar o comando.

Figura 03: Localizao dos pontos

3. Clique New Mass para criar a massa no ponto PNT0. Selecione PNT0como referencia. Clique OK.

Garanta que o tipo esteja configurado para Simple.

Digite 100como propriedade de massa.

CliqueOK.

4. Clique New Spring para criar a mola no ponto PNT1.

Configure o Typede Simplepara To Ground.

Selecione PNT1 como referencia. Clique OK.5. Clique Morepara designar propriedades para o elemento de mola.

Clique New para adicionar propriedades.

ConfigureKxx = 10.

Configure Kyy = 1000.

Configure Kzz = 10.

Clique OKeOK.


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Figura 04: Trelia com elementos de mola e de massa.

Lio 4. Escondendo os cones de visualizao dos elementos


1. Clique na aba Modeling Entities.

2. Clique em Unselect All para desabilitar a visualizao das idealizaes.

3. Clique na aba Loads/Constraints.

4. Clique em Select All para habilitar a visualizao de todas as cargas erestries se necessrio.

5. Clique Previewe OKpara fechar a caixa de dialogo.



4. Clique File > Erase > Not Displayede clique OKpara apagar da memria RAM todosos modelo.


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Exerccio 2: Aplicando idealizao de casca.

Objetivos

Depois de completar com sucesso este exerccio, voc saber sobre: Criar funes de casca.

Criar pares de casca e executar um compresso mid-surface. Criar elementos de casca usando Auto GEM.

Lio 1. Criar dois tubos com interseco.1. Clique New e coloque tuboscomo nome. Clique OK.


3. Inicie a Sketch Tool e selecione o plano TOP. Clique em Sketche clique Closeparaa janela de referencia. Clique em Datum Plane para desabilitar sua visualizao.

4. Clique Circle e desenhe como mostra a prxima figura. Duplo clique na dimenso eedite o dimetro para250.

Figura 05: Desenho pronto

5. Clique Complete Sketch .

6. Pressione CTRL + Dpara orientar o modelo.

7. Com o sketchainda selecionado (vermelho), inicie a Extrude Tool .

Digite uma profundidade de 750. Clique na aba Options.

Configure o Side 1para Symetric .

Clique Complete Feature .


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Figura 06: Pr-visualizao da protrusion


9. Inicie a Sketch Tool e selecione o plano TOP. Clique em Sketche clique Closeparaa janela de referencia. Clique em Datum Plane para desabilitar sua visualizao.

10. Clique Circle e desenhe como mostra a prxima figura. Duplo clique na dimenso eedite o dimetro para200.

Figura 07: Desenho pronto

11. Clique Complete Sketch .12. Pressione CTRL + Dpara orientar o modelo.


Digite uma profundidade de 750.

Clique na aba Options.



14. Inicie o Shell Tool .


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Pressione CTRLe selecione as quatro superfcies como mostra a prxima figura.

Edite a espessura para 6.25e clique Complete Feature .

Figura 08: Shell


Lio 2. Criar a mid-surfaceno modelo de casca.

1. Habilite o Structureselecionando Applications > Mechanica.



2. Clique em New Shell Pair .

Clique Auto Detectcomo a figura a esquerda.

Clique emCompress > Shells Onlycomo mostra a figura a direita. Clique Done/Return.

Figura 08: Pair Shell

Lio 3. Designar o material STEEL para a pea.1. Clique Define Materials . Adicione STEELpara a lista Materials in Model

selecionando STEELna listaMaterials in Librarye clicando>>>.

2. Designe STEELcomo material da pea clicando Assign > Part. Selecione a pea eclique OK.

3. Clique Close.


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Lio 4. Criar e ver elementos usando Auto GEM


Clique na aba Mesh.

Clique Shrink Elementspara habilitar isso e configure para 20%.

Clique OKpara fechar a caixa de dialogo.

2. Clique AutoGEM > Midsurfacepara direcionar o Mechanicautilizar elementos de cascana malha.

3. Clique em Create P-Mesh para fazer a malha da pea manualmente.

Clique Create.

Revise o AutoGEM Summary(resumo) e clique Close.

Inspecione visualmente como mostra a prxima figura.

Clique Close.

Clique Yespara salvar a malha.

Figura 09: Malha



6. Clique File > Erase > Not Displayede clique OK para apagar da memria RAM todos osmodelo


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Exerccio 3: Aplicando Idealizaes Slidas

Objetivos

Depois de completar com sucesso este exerccio, voc saber sobre: Criar elementos slidos usando o modo integrado usando Auto GEM. Criar elementos no modo independente usando Auto GEM. Manipular a malha no modo independente.

Lio 1. Criar uma nova pea.1. Clique New e coloque Brao_Tcomo nome. Clique OK.


3. Inicie a Sketch Tool e selecione o plano FRONT. Clique em Sketche clique Close

para a janela de referencia. Clique em Datum Plane para desabilitar sua visualizao.4. Clique com o boto direito do mouse e selecione Centerline. Desenhe a linha de centro

como um referencia vertical.

5. Clique Line e desenhe de forma que a linha fique simtrica em relao linha decentro como mostra a prxima figura. Duplo clique na dimenso e edite para250.

Figura 10: Linha simtrica horizontal




Clique Extrude as Solid e Thicken Sketch .



Clique em Datum Planes para habilitar a visualizao deles.


Entre com a espessura de 25.

CliqueChange the Direction .

Clique em Datum Planes para desabilitar a visualizao deles.



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Figura 11: Pr-Visualizao

Lio 2. Terminar a construo da pea.1. Clique em Datum Planes para habilitar a visualizao deles.

2. Inicie a Sketch Tool e selecione o plano FRONT. Clique em Sketche clique Closepara a janela de referencia. Clique em Datum Plane para desabilitar sua visualizao.

3. Clique Line e desenhe como mostra a prxima figura. Duplo clique na dimenso eedite para250.

Figura 12: Linha Vertical




Clique Extrude as Solid e Thicken Sketch .



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Clique em Datum Planes para habilitar a visualizao deles.


Entre com a espessura de 25.

Clique Change the Direction . Clique em Datum Planes para desabilitar a visualizao deles.


Figura 13: Extruso final


Lio 3. Especificar propriedades de material para a pea.1. Habilite o Structureselecionando Applications > Mechanica.



2. Clique Define Materials . Adicione STEEL para a lista Materials in Modelselecionando STEELna lista Materials in Librarye clicando >>>.

3. Designe STEELcomo material da pea clicando Assign > Part. Selecione a pea eclique OK.

4. Clique Close.

Lio 4. Criar e ver elementos usando Auto GEM1. Clique Setup Simulation Display .

Clique na aba Mesh.

Clique Shrink Elementspara habilitar isso e configure para 20%.

Clique OKpara fechar a caixa de dialogo.

2. Clique AutoGEM > Midsurfacepara direcionar o Mechanicautilizar elementos de cascana malha.

3. Clique em Create P-Mesh para fazer a malha da pea manualmente.

Clique Create.


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Revise o AutoGEM Summary(resumo) e clique Close.

Inspecione visualmente como mostra a prxima figura.

Clique Close.

Clique Yespara salvar a malha.

Figura 14: Malha com elementos slidos



6. Clique File > Erase > Not Displayede clique OK para apagar da memria RAM todosos modelo.


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Exerccio 4: Aplicando Conexes Rigidas

Objetivos

Depois de completar com sucesso este exerccio, voc saber sobre: Criar conexes rigidas.

Lio 1. Criar uma conexo rgida na montagem.

1. Clique em Open . Selecione CONEXAO

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Apostila Pro Mechanica