MESTRADO PROFISSIONAL EM ENGENHARIA MECNICA TURMA XXVIII

Aluno: Ricardo do PradoR.A.: 33018854TRABALHO DE ELEMENTOS FINITOSTAUBAT SP

2012Dados gerais para a elaborao do estudo:-Material: Al

-Limite de escoamento: 400 MPa

-Mdulo de elasticidade: 70 GPa

-Coeficiente de Poisson: 0,3

-Carga de trao: 100 Mpa

-Espessura: 1,6 mm

-Chapa engastada na borda esquerda.

Problema proposto

Determinar pelo mtodo dos elementos finitos:-Tenso normal mxima

-Coeficiente de segurana em relao deformao plstica

-Diagrama de tenso normal na seo mnima, transversal a carga

-Elongao mxima da chapa

-Compare os resultados obtidos com discretizao manual e discretizao automtica.

-Refine a rea de alta tenso e recalcule os resultados.

-Investigue o efeito do mdulo de elasticidade, aplicando variaes de at 10%, e de coeficiente de Poisson (aplicando valores tericos do mesmo).

Figura 1 Dimensional do corpo de provas

Figura 2 - Modelo em 3D do corpo de provas

Foram realizadas 8 simulaes conforme tabela abaixo:

N Simul.SizeAbs. SagTipo de elementoE (GPa)Coef. Poisson

120,7633,322Linear700,3

220,7633,322Parablico700,3

352Parablico700,3

452Parablico700,0

552Parablico700,5

652Parablico630,3

752Parablico770,3

85 / 2,5*2 / 1*Parablico700,3

Figura 3 Tabela de variao de parmetros na simulao

Figura 4 Representao grfica do deslocamento

Figura 5 Representao grfica da tenso em Von MissesResultados observados nas simulaes

Simul. NDeslocamento (mm)Von Misses (N/m2)

15.30 e+0031.6 e+012

26.47 e+0033.01 e+012

36.43 e+0033.69 e+012

46.36 e+0033.69 e+012

56.80 e+0033.66 e+012

67.14 e+0033.69 e+012

75.84 e+0033.69 e+012

86.43 e+0033.84 e+012

Figura 6 Tabela dos resultados obtidos

- Tenso normal mxima;

A tenso normal mxima encontrada nos estudos foi de:

3.84 e+012

- Coeficiente de segurana em relao deformao plstica;

C.S.= T.A./T.M.

C.S.= 400/384 = 1.04Obs.: C.S. = Coeficiente de segurana

T.A. = Tenso admissvel

T.M. = Tenso mxima

- Diagrama de tenso normal na seo mnima, transversal a carga;

Figura 7 Diagrama de tenso de tenso normal

- Elongao mxima na chapa;A elongao mxima encontrada na chapa foi observada na simulao de n 6 = 7.14 e+003.- As simulaes de n 1 e 2 foram realizadas utilizando valores de malha gerados automaticamente, variando apenas o tipo de elemento.- Na simulao de n 3 foi realizada a discretizao manual da malha, refinando o tamanho dos seus elementos.

- Nas simulaes de n 4 e 5 foram utilizadas as mesmas configuraes da malha n 3 alterando apenas o coeficiente de Poisson conf. fig. 3.- Nas simulaes de n 6 e 7 foram utilizadas as mesmas configuraes da malha n 3 alterando apenas o mdulo de elasticidade conf. fig. 3.

- Na simulao de n 8 foram utilizados os mesmos parmetros da simulao de n3 (considerada a simulao base), mais os valores marcados com (*) que foram aplicados num refinamento maior da maior da malha (discretizao) nos pontos de maior tenso.