Aula_7 Contato Sólido

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Aula Patran

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  • AULA 7: Simulao com elementos slidos

    DESCRIO DO PROBLEMA: A clula de carga vista anteriormente como problema plano em EPT deve agora ser analisada como um elemento estrutural tridimensional. Para facilitar a aplicao de apoios e carregamentos foram adicionados dois pinos circulares que devem ser includos na simulao atravs do modelamento do contato entre os componentes

    Propriedades dos elementos (ao 4340): E = 202 GPa, = 0.29 , = 7800 kg/m3

    Deseja-se obter os tensores [] e [] para a clula a fim de que um local conveniente para a aplicao de um strain gage possa ser determinado. Alm disso necessrio garantir que, na faixa de operao da clula, o material permanea no regime linear. Outro ponto interessante que , no caso de foras dinmicas, a frequncia natural da clula no pode interferir nas grandezas sendo medidas.

  • Para simular o problema, o contato entre a clula e os pinos ser modelado como no-linear (contato com atrito e possibilidade de separao das peas). Este tipo de contato deve ser utilizado com cuidado pois se ocorrer separao total, o sistema se torna instvel, isto , det [K] = 0 Alm disso o tempo de simulao aumenta um pouco devido ao fato que a maioria dos problemas no-lineares serem resolvidos atravs de mtodos iterativos. As recomendaes para o modelamento

    contato deslizante ao/ao, = 0.20

    contato soldado

    pino mvel

    pino fixo

  • PASSOS DA ANLISE:

    1. Definio das hipteses bsicas 2. Importando uma geometria externa para o PATRAN 3. Criao e visualizao de grupos 4. Definio das propriedades elsticas do material - menu properties 5. Definio das propriedades geomtricas dos elementos menu properties 6. Criao dos ns e elementos menu meshing 7. Definio das condies de contorno (apoios) menu loads/BCs 8. Aplicao dos carregamentos menu loads/BCs 9. Definio dos slidos em contato menu loads/BCs 10.Preparao da anlise: menu analysis 11.Anlise esttica e reviso dos resultados 12.Anlise harmnica e reviso dos resultados 13.Tpico adicional: criao de malhas hexadricas em slidos no paramtricos 14.Tarefas Propostas

  • PASSO 1: HIPTESES BSICAS - Simulao com elementos slidos (solid42) - Anlise linear (pequenos deslocamentos e < e )

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    3

    1. File/New 2. C/windows/temp 3. Simul_7.db 4. OK

    4

  • - Na rea de trabalho, definir as preferncias do modelo:

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    3 1. Tolerncia baseada no modelo 2. Tamanho mximo de 280mm 3. Selecionar MSC.NASTRAN como solver 4. OK

    4

  • PASSO 2: Importando uma geometria externa para o PATRAN

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    1. FILE / IMPORT 2. Selecionar formato ACIS (arquivos *.SAT) 3. Clicar em ACIS OPTIONS 4. Clicar em MODEL UNITS (controla a escala) 5. MODEL UNIT OVERRIDE = 1000 (milimeters)

    6. Clicar em OK 7. Clicar em YES 8. Selecionar o diretrio onde encontra-se a geometria 9. Selecionar o arquivo celula_solido.sat 10. Clicar em APPLY

  • PASSO 2: Importando uma geometria externa para o PATRAN - revisando o contedo importado (continuao)

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    2 1. Slidos importados = 3 2. Clicar em OK

  • PASSO 3: Criando grupos para os slidos

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    12 1. Menu HOME 2. Selecionar ISO 1 VIEW 3. Selecionar SMOTH SHADED 4. GROUP / CREATE 5. NEW GROUP NAME = CELULA 6. ENTITY SELECTION = clicar na clula 7. Clicar em APPLY 8. NEW GROUP NAME = PINO_FIXO 9. ENTITY SELECTION = clicar no pino indicado 10. Clicar em APPLY

    11. NEW GROUP NAME = PINO_MOVEL 12. ENTITY SELECTION = clicar no pino indicado 13. Clicar em APPLY 14. Clicar em CANCEL

    14

  • PASSO 3: Criando grupos para os slidos - Indicando cores diferentes para os grupos

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    1. DISPLAY / ENTITY COLOR / LABEL / RENDER 2. Selecionar GROUP 3. TARGET GROUP = CELULA 4. Selecionar a cor indicada 5. Clicar em APPLY 6. TARGET GROUP = PINO_FIXO 7. Selecionar a cor indicada 8. Clicar em APPLY

    9. TARGET GROUP = PINO_MODEL 10. Selecionar a cor indicada 11. Clicar em APPLY

  • PASSO 3: Criando grupos para os slidos - Indicando cores diferentes para os grupos (continuao)

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    1. GROUP / POST 2. Selecionar os grupos indicados (COM SHIFT) 3. Clicar em APPLY 4. Menu HOME 5. Selecionar SMOTH SHADED

  • PASSO 3: Definindo regies de contato (comando imprint) - Em simulaes com slidos muito importante que a malha nas superfcies em contato seja simular (embora no seja necessrio que seja coincidente pois no vamos utilizar o comando equivalence)

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    1. TOOLS /PRE-RELEASE/ASSEMBLY MESH / IMPRINT WIZARD 2. Abrir uma janela selecionando todos os slidos 3. Clicar em APPLY e verificar as regies de contato identificadas 4. Clicar em RESET GRAPHICS

  • PASSO 4: Criando os elementos da malha na clula (h = 2mm) 1

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    1. GROUP / POST 2. Selecionar o grupo CLULA 3. Clicar em APPLY 4. Clicar em CANCEL 5. MENU MESHING

    6. CREATE / MESH / SOLID 7. Selecionar a clula 8. GLOBAL EDGE LENGTH = 2 9. Clicar em APPLY 10. Clicar em SMOTH SHADED

    10

    4

  • PASSO 4: Criando os elementos nos pinos (h = 2mm)

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    7

    1. GROUP / POST 2. Selecionar o grupo PINO_FIXO 3. Clicar em APPLY 4. Clicar em CANCEL 5. MENU MESHING

    6. CREATE / MESH / SOLID 7. Selecionar o pino 8. GLOBAL EDGE LENGTH = 2 9. Clicar em APPLY 10. Clicar em SMOTH SHADED

  • PASSO 4: Criando os elementos nos pinos (continuao) 1 5 10

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    1. GROUP / POST 2. Selecionar o grupo PINO_FIXO 3. Clicar em APPLY 4. Clicar em CANCEL 5. MENU MESHING

    6. CREATE / MESH / SOLID 7. Selecionar o pino 8. GLOBAL EDGE LENGTH = 2 9. Clicar em APPLY 10. Clicar em SMOTH SHADED

  • PASSO 4: Visualizando todos os grupos 1

    2

    3 1. GROUP / POST 2. Selecionar os grupos indicados utilizando SHIFT 3. Clicar em APPLY

  • 1. Menu PROPERTIES 2. Selecionar material isotrpico 3. Material name = MAT_1 4. Clicar em INPUT PROPERTIES 5. ELASTIC MUDULUS = 202e3 6. POISSON RATIO = 0.29 7. DENSITY = 7800e-9 8. Clicar em OK 9. Clicar em APPLY

    PASSO 5: Definindo as propriedades elsticas do material 1

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    mat_1

  • PASSO 6: Definir as propriedades geomtricas dos elementos 1 2 2

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    13 1. Menu PROPERTIES 2. CREATE / 3D / SOLID 3. PROPERTY SET NAME = SOLID 4. Clicar em INPUT PROPERTIES 5. Clicar na biblioteca de materiais 6. Selecionar MAT_1 7. Clicar em OK 8. Clicar em SELECT APPLICATION REGION 9. Selecionar TET ELEMENTS na ferramenta de filtro 10. Selecionar todos os elementos abrindo uma janela 11. Clicar em ADD

    12. Clicar em OK 13. Clicar em APPLY

  • PASSO 7: Definio dos slidos em contato 1 2

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    7 1. Menu LOADS / BCs 2. CREATE/CONTACT/E. UNIFORM/ DEFORMABLE BODY 3. NEW SET NAME = C_CELULA 4. Clicar em SELECT APPLICATION REGION 5. Selecionar o slido indicado no desenho 6. Clicar em ADD 7. Clicar em OK 8. Clicar em APPLY

    5

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  • PASSO 7: Definio dos slidos em contato (continuao) 1 2

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    1. Menu LOADS / BCs 2. CREATE/CONTACT/E. UNIFORM/ DEFORMABLE BODY 3. NEW SET NAME = C_PINO_MOVEL 4. Clicar em SELECT APPLICATION REGION 5. Selecionar o slido indicado no desenho 6. Clicar em ADD 7. Clicar em OK 8. Clicar em APPLY

  • PASSO 7: Definio dos slidos em contato (continuao) 1 2

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    1. Menu LOADS / BCs 2. CREATE/CONTACT/E. UNIFORM/ DEFORMABLE BODY 3. NEW SET NAME = C_PINO_FIXO 4. Clicar em SELECT APPLICATION REGION 5. Selecionar o slido indicado no desenho 6. Clicar em ADD 7. Clicar em OK 8. Clicar em APPLY

  • 1. Menu LOADS / BCs 2. CREATE/DISPLACEMENT / NODAL 3. NEW SET NAME = APOIO_FIXO 4. Clicar em INPUT DATA 5. TRANSLATIONS = < 0 , 0 , 0 > 6. Clicar em OK 7. Clicar em SELECT APPLICATION REGION 8. Selecionar SURFACE OR FACE na ferramenta de seleo

    PASSO 8: Definio das condies de contorno (apoios) 1

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    9. Selecionar as facas laterais do pino fixo 10. Clicar em ADD 11. Clicar em OK e APPLY

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  • PASSO 8: Definio das condies de contorno (continuao) 1

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    1. Menu LOADS / BCs 2. CREATE/DISPLACEMENT / NODAL 3. NEW SET NAME = APOIO_MOVEL 4. Clicar em INPUT DATA 5. TRANSLATIONS = < , 0 , 0 > 6. Clicar em OK 7. Clicar em SELECT APPLICATION REGION 8. Selecionar SURFACE OR FACE na ferramenta de seleo

    9. Selecionar as facas laterais do pino mvel 10. Clicar em ADD 11. Clicar em OK e APPLY

  • PASSO 9: Aplicao do carregamento 1 2

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    1. Menu LOADS / BCs 2. CREATE/TOTAL LOAD / EL. UNIFORM 3. NEW SET NAME = F 4. TARGET ELEMENT TYPE = 3D 5. Clicar em INPUT DATA 6. LOAD = < 5000 , 0 , 0 > 7. Clicar em OK 8. Clicar em SELECT APPLICATION REGION 9. Selecionar FREE FACE

    10. Selecionar as facas laterais do pino mvel 11. Clicar em ADD 12. Clicar em OK e APPLY

  • 1. Menu ANALYSIS 2. Clicar em SOLUTION TYPE 3. Selecionar LINEAR STATIC 4. Clicar em SOLUTION PARAMETERS 5. Clicar em CONTACT PARAMETERS 6. Clicar em CONTACT DETECTION 7. Selecionar ACTIVE QUADRATIC CONTACT 8. Clicar em OK 9. Clicar em OK 10. Clicar em SOLUTION OUTPUT FORMAT 11. Desmarcar XDB e marcar MASTER/DBALL 12. Clicar em OK 13. Clicar em OK

    PASSO 10: Preparao da anlise (tabela de contato) 1

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  • PASSO 10: Preparao da anlise (tabela de contato - continuao)

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    6 Abre a tabela de contatos (prximo slide)

    1. Menu ANALYSIS 2. Clicar em SUBCASES 3. Selecionar CREATE SUBCASE 4. SUBCASE NAME = CONTACT_CASE 5. Clicar em SUBCASE PARAMETERS 6. Clicar em CONTACT TABLE

  • PASSO 10: Preparao da anlise (tabela de contato - continuao)

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    4

    6

    1. Clicar em DEACTIVATE ALL 2. No campo indicado, clicar

    vrias vezes at aparecer G (glued)

    3. Selecionar 1st 2nd 4. No campo indicado, clicar

    vrias vezes at aparecer G (glued)

    5. Selecionar 1st 2nd 6. Clicar em OK 7. Clicar em OK 8. Clicar em APPLY

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    8

  • PASSO 10: Preparao da anlise (selecionando o subcase)

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    1. MENU ANALYSIS 2. Clicar em SUBCASE SELECT 3. Clicar em DEFAUT para desmarc-lo 4. Clicar em CONTACT_CASE 5. Clicar em OK 6. Clicar em APPLY

    7. Rodar a simulao no NASTRAN

    8. Selecionar ATTACH MASTER e ler os

    resultados

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