Introdução ao Pro-MechanicaAula -02

Prof. Isaac N. L. Silva

Prof. Carlos Crespo Izquierdo

Sobre

O Pro-Mechanica traz 2 módulos de análise:

Estrutural - Structural

Térmico - Thermal

Cada um deles trata de um tipo diferente de simulação do comportamento mecânico de peças ou estruturas.

No curso será visto apenas o módulo integrado.

Premissas

O curso leva em conta que o aluno já traz um conhecimento acerca do Método dos Elementos Finitos, da Resistência dos Materiais e da Mecânica do Contínuo, além de CAD.

Esses conhecimento serão cobrados, na resolução correta dos problemas solicitados.

Os módulosStucture — avalia o comportamento de peças ou montagens. Permite criar carregamentos e restrições de movimento para o modelo, e com isso realizar testes estáticos, modal, pré-tensão, flambagem, e vibração, além de fadiga e problemas de contato. A ênfase primária é a análise linear e de pequenas deformações.

Thermal — avalia o comportamento térmico de peças ou montagens. Permite aplicar cargas térmicas, condições de temperatura, condições de convecção e realizar simulações estacionárias ou transientes. Pode ser aplicado ao estudo de transferência de calor.

Mechanica-Structurepermite:

Criar ambiente real para o modelo: propriedades, carregamentos, restrições e geometrias;

Controlar a malha;

Definir os critérios de convergência;

Usar FEM solvers: Nastran ou Ansys;

Visualizar gráficos dos resultados: deformações, tensões, e deslocamentos

Etapas Descrição1 Crie o modelo no Pro-E

2 Defina o sistema de unidades

3 Adicione sistema de coordenada e regiões - opcional

4 materials, loads, constraints, contact regions, e measures.

5 idealizações: springs, beams, shells, etc.

6 Criar malha

7 Defina a análise

8 Rode a análise

9 Interprete os resultados

10 Defina mudanças de parâmetros no projeto para otimização

11 Realize o estudo de otimização do projeto

12 Se satisfeito, atualize o design original

Fluxograma de trabalho

Boas práticas no uso de ferramentas CAE

Estudar a formulação matemática do problema;

Estudar e planejar a construção do modelo CAD;

Estudar e planejar o modelo CAE;

Estudar as otimizações ao modelo original.

Estudar e planejar a construção do modelo CAD

Mantenha o seu modelo o mais simples possível: evite ―features‖ desnecessárias à análise, pois isso reduz a complexidade computacional: Modela as features maiores e mais básicas

primeiro;

Identifique as relações entre features que possam restringir movimentos;

Dê nome às dimensões, para melhor identificá-las;

Evite conflitos topológicos (interferências, alinhamentos, transições complexas entre blends e sweeps, etc).

Criando o primeiro modelo no Pro-Mechanica

Passo 1 – Construa o modelo no Pro-E.

Passo 2 – Certifique-se de que as unidades do seu modelo estão corretas. Isto é necessário para a análise CAE resulte em tensões e deformações nas unidades esperadas. Passo 3 – No menu Application, escolha

Mechanica.

Passo 4 – Verifique se o a licença do módulo está instalada. A caixa ―FEM Mode‖ deve estar desmarcada. OK!

Passo 5 – No menu de forças, selecione uma força puntual.

Passo 6 – Na janela de forças/momentos, indique o ponto de aplicação da força (extremidade da peça). Uma força vertical, para baixo de 100 N foi utilizada (criar ponto ―PNT0‖).

Passo 7 - Escolha de material. No menu Properties>Materials.

Escolha a liga de alumínio AL2014. Assign>Part e selecione a peça.

ou

Na opção Edit é possível verificar as propriedades mecânicas do material escolhido.

Módulo de elasticidade, coef. De Poisson, e expansão térmica são de interesse!

Se a força gravitacional for considerada, a densidade deve ser verificada.

Passo 8 – Escolha das restrições. Estas podem ser Free, Fixed, Prescribed ou Function of coordinate.Escolha Fixo, na face oposta a da aplicação de força. A peça deve parecer como abaixo:

Passo 9 – Criação de análise.

Passo 9 – Criação de um estudo ―Static‖.

Passo 10 – Run.

Status

Ao terminar a simulação, a mensagem Run Completed deve aparecer.

Passo 12 - Visualizar resultados

Escolha ―Stress‖ e, depois ―Displacement‖.

Passo 13 – Analise os resultados (Stress).

smax=3,4 Pa.

Passo 13 – Analise os resultados (Displacement).

ymax=0,095 mm.

ymax = F L3/3EI

ymax = (100x4003)/(3x73084x306796)=0,095mm

F

ymax

L

Verificação

Exercício proposto:

F=100N

ymax

L=400mm

Seção

50

10

60

Calcular s e y máximos, usando o Pro-Mechanica.