UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ – UEM

CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

ELEMENTOS FINITOS

RESUMO

Aluno RADavid Cesar Piloto 70633Maykon Cesar Spolti Ferreira 68654

Maringá

ABRIL/2015

1. Simulação

A simulação realizada na peça abaixo foi a simulação estática.

Figura 01. Peça simulada estaticamente

Para a análise foi considerado material da peça de aço AISI 304. A fixação e aplicação de carga estão demonstradas na tabela abaixo:

Nome Imagem DetalheFIXO-1

Geometria Fixa

FORÇA-1 Força normalValor : 900 N

Tabela 01. Detalhes das cargas e apoios

A análise realizada consistiu de 4 casos simulados, as características de cada caso estão organizadas na tabela abaixo.

Caso Malha Detalhe1 Predefinida pelo SolidWorks Canto vivo interno da peça2 Predefinida pelo SolidWorks

Controle de malha predefinidoCanto vivo interno da peça

3 Predefinida pelo SolidWorksControle de malha fina

Canto vivo interno da peça

4 Predefinida pelo SolidWorksControle de malha fina

Canto interno da peça arredondado

Tabela 02. Características dos casos da simulação

2. Resultados

Os resultados obtidos serão apresentados abaixo para cada caso separado.

a. Caso 1

A tensão máxima calculada pelo SolidWorks é da ordem de 71,5MPa.

Figura 02. Tensão de Von Mises ao longo da peça.

O deslocamento máximo calculado pelo SolidWorks é de 0,00066m.

Figura 03. Deslocamento ao longo da peça

b. Caso 2

A tensão máxima calculada pelo SolidWorks é da ordem de 95,7MPa.

Figura 04. Tensão de Von mises ao longo da peça

O deslocamento máximo calculado pelo SolidWorks é de 0,00066m.

Figura 05. Deslocamento ao longo da peça

c. Caso 3A tensão máxima calculada pelo SolidWorks é da ordem de 128MPa.

Figura 06. Tensão de Von Mises ao longo da peça

O deslocamento máximo calculado pelo SolidWorks é de 0,00066m.

Figura 07. Deslocamento ao longo da peça

d. Caso 4 A tensão máxima calculada pelo SolidWorks é da ordem de 97,3MPa.

Figura 08. Tensão de Von Mises ao longo da peça

O deslocamento máximo calculado pelo SolidWorks é de 0,00065m.

Figura 09. Deslocamento ao longo da peça

3. Resultados e Conclusão

Ao observarmos as figuras 02, 04 e 06, podemos verificar que a tendência da tensão máxima é de aumentar exponencialmente diretamente ao refino da malha, ou seja, ao refinar a malha, tornando-a mais precisa, os valores de tensão tendem a aumentar nos pontos localizados sobre os cantos vivos.

Isto ocorre porque o programa SolidWorks utiliza um roteiro de cálculo que analisa os cantos vivos como se estes fossem um canto arredondado, com isto, quanto mais refinada é a malha, mais próximo de zero fica o raio interno dos cantos. Sendo assim, uma malha de elementos infinitos iria gerar um canto com raio zero, neste canto o programa retornaria um valor de tensão infinito, o que não é o correto.

A solução para este problema é simples, basta desenhar os cantos com um filete. Assim, mesmo que o programa gere uma malha infinita o menor raio seria o raio do filete, garantindo que o resultado da tensão convirja.

Dos quatro casos o caso de simulação correto é o caso 4 devido ao filete, percebe-se que a tensão se aproxima de 100MPa, em caso de ser possível um refino ainda maior na malha, os resultados de tensão se comportarão de maneira a convergir para um valor, que neste caso será próximo de 100MPa.