MEC10-Aula01 - Analise de Elementos Finitos - Uma Visao Geral

8/12/2019 MEC10-Aula01 - Analise de Elementos Finitos - Uma Visao Geral

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Elementos Finitos - Introduo

Programao da Disciplina

Motivao: Anlise de Elementos Finitos

Objetivos da disciplina

Elementos Finitos Contexto histrico

Processo da analise de elementos finitos

Integrao de tecnologias e de disciplinas

Bibliografia


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Programao da Disciplina:03/fev Aula 1 Anlise de Elementos Finitos - Uma viso geral

10/fev Aula 2 Fundamentos de Engenharia de Estruturas

17/fev Aula 3 Fundamentos de Engenharia de Estruturas

24/fev Aula 4 !"ni"a de Elementos Finitos

03/mar Feriado# $arnaval10/mar Aula % !"ni"a de Elementos Finitos

17/mar Aula & 'odelagem de Elementos Finitos

24/mar (rova '1

31/mar )evolu*o '1

07/a+r Aula 7 'odelagem de Elementos Finitos

14/a+r Aula , $A) ara modelagem de Elementos Finitos

21/a+r Feriado# iradentes

2,/a+r Aula . era*o de 'alhas ara Elementos Finitos

0%/mai Aula 10 $ondi*es de $ontorno

12/mai Aula 11 olu*o e isualia*o de esultados

1./mai Aula 12 E5er"i"io# Anlise Estrutural Estti"a 6inear

2&/mai Aula 13 (rova '2 - (rti"a

02/un (rova '2

0./un )evolu*o '2

1&/un e"uera*o

'1

'2


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Antes Desenvolvimento de projetos baseado em experimentos

Longo tempo de desenvolvimento; Altos custos associados com prottipos

Grandes Margens (fator) de segurana.


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Atualmente Desenvolvimento de projetos baseados em CAE

Reduz tempo de lanamento no mercado. Reduz custos associados com prottipos

Margens (fator) de segurana menores.


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Objetivos da disciplina Apresentar conceitos bsicos de tcnicas de modelagens e de

analises de elementos finitos para problemas da Engenharia

Praticar modelagens e anlises de elementos finitos com oprograma comercial ANSYS


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E5emlo# 'odelar e analisar a estrutura ara uma "arga de 1008 ali"ada na "inta e

verifi"ar se#

- 8o rovo"a um deslo"amento na estrutura maior 9ue 0:07%mm:

- E no e5"ede os limites elsti"os do material:

Modelagem e anlise de elementos finitos


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The

ToolboxThe Project

Schematic

Ambiente do programa ANSYS Workbench


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1.

2.

Pr-processamento

b.

a.

3.


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5.

Pr-processamento

4.

6.


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Objetivos da disciplina Pr-processamento

7.


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a.

Pr-processamento

8.


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Objetivos da disciplina Processamento

9.


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Objetivos da disciplina Ps-processamento

10.

a.b.


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Elementos Finitos Contexto Histrico 1943 1 Trabalho Courant. Principio de potencial estacionrio e

interpolao de funes em regies discretas para soluo de umproblema de toro.

1951 1 Computador eletrnico comercial UNIVAC 1 Remington Rand.


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Elementos Finitos Contexto Histrico Nos anos seguintes aconteceu desenvolvimentos relacionados a

sofisticao de tcnicas do MEF e aplicabilidade em vrias classes deproblemas da Engenharia.

Atualmente tem acontecido grandes avanos em poder computacional,na interao grfica, em CAD e em softwares FEA (ANSYS, Abaqus,Hyperworks, Comsol e entre outros).


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Elementos Finitos Contexto Histrico 1970 No Brasil a primeira tese sobre o MEF foi defendida na Coppe-

UFRJ e foi apresentada pelo engenheiro Alcebades Vasconcelos.Alcebades desenvolveu um programa para analise de estruturas deestado plano com o uso do elemento triangular CST e comparou os

resultados com problemas da Teoria da Elasticidade. 1971 - O primeiro curso sobre o mtodo dos elementos finitos foi

ministrado na Coppe-UFRJ pelo professor Fernando Venncio Filho.

Grupos de Pesquisas em Elementos Finitos no Brasil

POLI-USP Laboratrio de Mecnica Computacional (LMC)

POLI-USP Grupo de Mecnica dos Slidos e Impacto em Estruturas(GMSI)

Coppe - UFRJ Laboratrio de Mtodos Computacionais emEngenharia (LAMCE)

PUC - RJ TECGRAF


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Problema Real Projeto ou Estrutura Existente

Modelo Fsico

Modelo Matemtico

Mtodo Numrico Elementos Finitos

Anlise dos Resultados


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Processo da analise de elementos finitos(ro+lema real# (onte de edestre de madeira


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Processo da analise de elementos finitos'odelo F;si"o# viga +i-aoiada

'odelo 'atemti"o# eoria de viga

Hipteses para o modelo: A viga de material homogneo e elstico linear

A viga sofre apenas pequenas deflexes

Deflexes da viga devem ser regidas pela Teoria de Viga de Bernoulli-Euler


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'odelo 8um!ri"o# Elementos Finitos

Anlise dos 4esultados


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Integrao de Tecnologias e Disciplinas

CAD - FEA

CATIA, AutoCAD, Solidworks,entre outros softwares de CAD

ANSYS, ABAQUS, NASTRAN,entre outros softwares de FEA


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Simulao de ensaios de laboratrios Teste de trao


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Teste x FEA Investigao de falhas


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Correlao Teste x FEA

Os resultados da simulao tem boa correlao com resultados do teste experimental.


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Fadiga: Stress-Life.


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Fadiga: Stress-Life.


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Anlise dinmica (Vibraes) Estrutura frontal turbina da Rolls-Royce


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Estampagem de chapas


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Otimizao - Topolgica

Objetivo reduzir massa (ou volume)


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Otimizao - DOE e Variao de formas

I d T l i Di i li


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Simulao termo estrutural CFD + FEAs

I t d T l i Di i li


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Simulao de elementos finitos na biomecnica na odontologia

I t d T l i Di i li


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Simulao de elementos finitos usando o celular

Bibli fi B i


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Bibliografia Bsica:

KIM, N., SANKAR, B. V. Introduo Anlise e ao Projeto em ElementosFinitos, Editora LTC (Online: Site Minha Biblioteca).

FISH, J., BELYTSCHKO, T. Um Primeiro Curso em Elementos Finitos,Editora LTC (Online: Site Minha Biblioteca).

ADAMS, Vince. Building Better Products with finite Element Analysis,

OnWord Press.

BUCALEM, Miguel Luiz. The Mechanics of Solids and Structures Hierarchical Modeling and the Finite Element Solution, Springer.

ANSYS Release 14.5 Manual Documentation.

Bibli fi C l t


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Bibliografia Complementar:

ALVES FILHO, Avelino. Elementos Finitos: A base da tecnologia CAE,Editora rica.

SORIANO, H. Elementos Finitos Formulao e Aplicao na Esttica eDinmica das Estruturas, Editora Cincia Moderna.

VAZ, Luiz Eloy. Mtodo dos Elementos Finitos: Em Anlise de Estruturas,

Editora Campus. BATHE, Klaus-Jurgen. Finite Element Procedures, Prentice Hall.

Outras Referencias:


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Outras Referencias:

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