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Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Tutorial Básico SolidWorks

Autor: Felipe Porcher

Orientador: Walter Jesus Paucar Casas

Dinâmica0106 – Pós-Graduação

Porto Alegre, 27 de Junho de 2011

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Sumário

1. Introdução ao SolidWorks ......................................................................................................... 3

1.1 Versão Utilizada .................................................................................................................. 3

1.2 Formatos .............................................................................................................................. 3

1.3 Termos ................................................................................................................................. 3

1.3.1 CommandManager ....................................................................................................... 3

1.3.2 PropertyManager .......................................................................................................... 3

1.3.3 Barra do Estudo de Movimento.................................................................................... 3

1.3.4 Sobre o SolidWorks Motion ......................................................................................... 3

2. Criando uma Peça ..................................................................................................................... 3

2.1 Abrindo um Esboço ............................................................................................................. 3

2.2 Utilizando a ferramenta “Ressalto/base extrudado”. ........................................................... 4

2.3 Utilizando a ferramenta “Corte extrudado”. ........................................................................ 4

2.4 Propriedades de Massa ........................................................................................................ 5

2.5 Salvando a peça ................................................................................................................... 5

3 Montagem .................................................................................................................................. 5

3.1Criar uma montagem ............................................................................................................ 5

3.2 Posicionar ............................................................................................................................ 5

4. Inserir Movimento ..................................................................................................................... 6

4.1 Força .................................................................................................................................... 6

4.2 Momento ............................................................................................................................. 6

4.3 Velocidades ......................................................................................................................... 6

4.4 Motor ................................................................................................................................... 7

4.5 Gravidade ............................................................................................................................ 7

4.6 Mola .................................................................................................................................... 7

5. Resultados ................................................................................................................................. 7

5.1 Propriedades do Estudo de Movimento............................................................................... 7

5.2 Cálculo do Movimento ........................................................................................................ 7

5.3 Gráficos ............................................................................................................................... 8

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1. Introdução ao SolidWorks

Neste tutorial noções básicas de esboço, criação, atribuição de massa, movimento

e obtenção de resultados serão tratados. Este tutorial não tem como objetivo instruir o

aluno a projetar o design de peças elaboradas e sim tirar proveito do software para

entender o e analisar o movimento destas.

1.1 Versão Utilizada

A versão utilizada neste tutorial é: SolidWorks Premium 2011, com o recurso

SolidWorks Motion ativado.

1.2 Formatos

Os formatos utilizados serão .prt/.sldprt para peças e .asm/.sldasm para as

montagens.

1.3 Termos

Para se obter um entendimento da interface do SolidWorks temos que saber

localizar ferramentas/opções.

1.3.1 CommandManager

Na barra do CommadManager se encontram as ferramentas para criar

as peças necessárias para modelar problemas.

1.3.2 PropertyManager

O PropertyManager é uma janela a esquerda da tela onde as

propriedades das peças podem ser editadas.

1.3.3 Barra do Estudo de Movimento

É nesta barra que se encontram todas as ferramentas para inserir e

analisar o movimento.

1.3.4 Sobre o SolidWorks Motion

A ferramenta de análise de movimento utilizada será o complemento Motion,

um poderoso software que simula com grande precisão diversos cenários de

movimento.

2. Criando uma Peça

Para começar a criação de uma peça clique em “Arquivo, Novo”... Na janela “Novo

Documento SolidWorks” clique em “Peça” e depois em “OK”. A interface do SolidWorks para

criação de uma peça se resume na abertura de um esboço para ser desenhado o gabarito da peça,

para depois ser aplicado as ferramentas que irão dar a forma final a peça.

2.1 Abrindo um Esboço

Seguindo este raciocínio o próximo passo será clicar na aba “Esboço”, ao

lado de “Recursos”. Feito isso, na área gráfica aparecerá os plano em que serão

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feitos os primeiros esboços da peça. Escolha um plano, por exemplo, Superior

(caso tenha clicado no plano indesejado clique em “Sair do esboço”, clique

novamente em “Esboço” e escolha o plano correto). Após a escolha do plano o

programa rotaciona automaticamente o sistema de referência, dando ênfase no

plano escolhido. Tendo feito isso, o próximo passo é escolher a ferramenta

compatível com o seu desenho, por exemplo, “Linha”. Selecionada a ferramenta,

clique em algum ponto da área gráfica para ativar a ferramenta. A princípio

desenha-se apenas uma prévia do desenho final, pois após ter escolhido o ponto de

começo do esboço, o próximo ponto escolhido é uma aproximação da distância

pretendida, por exemplo, quando foi criada uma linha de 54.19 mm, o

comprimento real foi de 54.187485 mm (este “problema” será resolvido

posteriormente), portanto, por enquanto, não se preocupe com a precisão do esboço

e sim com o formato desejado.

Depois de pronto o esboço, usa-se a ferramenta “Dimensão inteligente”

para corrigir as aproximações feitas no preparo do desenho. Com todas as

dimensões prontas e o desenho terminado clique em “Sair do esboço” e clique em

“Recursos”. Na aba “Recursos” existem diversas ferramentas para tornar a peça em

três dimensões (3D) e ferramentas que moldam o formato final da peça. Como as

peças pretendidas apresentam poucos elementos gráficos, já que o interesse é no

movimento das peças e não na complexidade das mesmas, as ferramentas mais

utilizadas serão “Ressalto/base extrudado” e “Corte extrudado”. A ferramenta

“Ressalto/base extrudado” acrescenta uma dimensão ao que foi desenhado no

esboço e a ferramenta “Corte extrudado” perfura a peça após ela ter sido extrudada.

2.2 Utilizando a ferramenta “Ressalto/base extrudado”.

Com o esboço pronto na área gráfica clique em “Ressalto/base extrudado” e

selecione o esboço (qualquer linha ou círculo do esboço), após isso a ferramenta

abre uma janela no “PropertyManager” exibindo todas as opções para o uso dessa

ferramenta. Neste tutorial simplesmente veremos como extrudar o esboço. Na

janela, em “Direção 1” verifique se a caixa seletora “Condição final:” está

aparecendo “Cego”(isso significa que a extrusão vai preencher todo o esboço e

após extrudar na direção desejada). Em “Profundidade” digite o valor da

altura/comprimento/largura da peça, por exemplo 500 mm, e clique em “OK” (um

“V” em verde). Pronto, sua peça agora tem o gabarito extrudado desejado.

2.3 Utilizando a ferramenta “Corte extrudado”.

Para peças que precisam ser encaixadas através de furos, precisa-se da

ferramenta “Corte extrudado” que perfura a região desejada para o encaixe. Para

utilizá-la clique no ícone “Corte extrudado” e selecione o plano da peça no qual

será executado o furo. Automaticamente o programa abre um esboço para ser

desenhado o perfil do furo. Ative a ferramenta círculo e clique na região onde o

furo será feito. Ative a ferramenta “Dimensão inteligente” para corrigir as

dimensões do círculo e o posicionamento do mesmo (se necessário, crie linhas de

posicionamento antes de desenhar o círculo). Quando o esboço estiver pronto,

clique em “Sair do esboço” (lembre de excluir as linhas de posição), uma janela da

ferramenta “Corte extrudado” irá abrir no “PropertyManager”. Em “Direção 1”,

mude “Condição final:” de “Cego” para “Passante”, fazendo com que o furo

atravesse a peça por completo (se o sentido do corte estiver errado, clique nas

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flechas duplas em azul e preto, “Inverter direção”). Confira na área gráfica se a

prévia do furo mostrado esta de acordo com o esperado e após isso clique em “OK”

(“V” em verde).

2.4 Propriedades de Massa

Para editar a massa da peça, temos que utilizar a ferramenta “Propriedades

de massa”, na aba “Avaliar” do CommandManager. Após clicar em “Propriedades

de massa”, acione a opção “Propriedades atribuídas de massa”, e altere “Massa:”

para o valor desejado.

2.5 Salvando a peça

Para salvar as peças clique em “Arquivo” -> “Salvar como...”, e escolha o

diretório para salvar o arquivo. Salve no formato padrão .prt ou .sldprt.

3 Montagem

A montagem é o que vai dizer ao programa que peças devem se mover independente de

outras.

3.1Criar uma montagem

Para iniciar uma montagem, clique em “Arquivo” -> “Criar montagem a

partir da peça”, selecione “Montagem” e clique em “OK”. Uma nova janela será

aberta com o PropertyManager aberto, nele aparecerão todas as peças abertas no

SolidWorks. Para fazer a montagem, selecione uma peça e clique em qualquer

lugar da área gráfica (espalhe todas as peças que participam da montagem

independente da posição pois isso será corrigido depois). Com as peças na área

gráfica existe a opção de escolher quais podem ter movimento e quais não, isso é

feito clicando com o botão direito do mouse em cima da peça e selecionando

Flutuar/Fixar.

3.2 Posicionar

Para o encaixe das peças usa-se a ferramenta “Posicionar” na barra

CommandManager. Selecione o furo/aresta/face, clique em “Posicionar” e

selecione o outro furo/aresta/face que terá relação (uma prévia do posicionamento

aparecerá). Várias opções estão disponíveis na janela do posicionamento como

Coincidente, Concêntrico, Paralelo... Selecione o que melhor aproxima o resultado

esperado e clique em “OK”.

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4. Inserir Movimento

Para ser possível simular com precisão os movimentos requeridos dos modelos, o correto

uso das ferramentas do SolidWorks Motion é necessária. Para ativar este complemento, clique

na aba “Produtos Office”, abaixo de CommandManager, e ative SolidWorks Motion.

Com SolidWorks Motion a aba “Estudo de Movimento” terá mais uma opção além de

“Animação” e “Movimento Básico” que será “Análise de Movimento”, com a qual pode-se

obter resultados precisos de forças, velocidades, acelerações, energia...

4.1 Força

Para adicionar uma força, dois conceitos básicos são necessários, (1) a

magnitude e (2) a direção. O primeiro passo é clicar em “Força” na barra de

ferramentas do “Estudo de Movimento”. Feito isso o PropertyManager irá oferecer

opções para caracterizar a força. Duas opções de força estão disponíveis, “Força” e

“Torque”. Em “Tipo” clique em “Força”. Em “Direção”, verifique se “Somente

ação” está selecionado. Em “Peça da ação e ponto de aplicação da ação” escolha na

área gráfica a face/aresta/ponto da peça na qual a força será colocada. Em “Direção

da força” escolha alguma referência para a direção da força. Em várias questões do

livro, por vezes, não se tem uma referência para dar a força, por exemplo, a força

deve ter 30º, mas nenhuma das arestas da peça tem esta angulação. Uma maneira

de resolver este problema é abrir um esboço, criar uma linha com 30º de inclinação

e usá-la como referência (depois de usada a linha pode ser excluída, mas tome

cuidado para excluir também o posicionamento, pois a linha de referência apenas

posicionou a peça a 30º e excluindo esse posicionamento, a peça continuará a 30º).

Em “Função da força”, escolha “Constante” e abaixo dessa caixa de diálogo, defina

a magnitude da força. Confira se todos os dados foram corretamente colocados e

clique em “OK”.

4.2 Momento

Para adicionar um momento a peça, usa-se a mesma ferramenta que foi

utilizada para colocar a força (4.1), a diferença vai ser na hora de escolher qual

componente vai ser adicionada. Clique em “Força”, no PropertyManager escolha

“Torque” (aqui poderá ser utilizado torque pois o ele atuará em duas dimensões e

não “torcendo” a peça). Em “Peça da ação e ponto de aplicação da ação” selecione

a face da peça e depois, se necessário, clique em “Inverter direção” se a direção

estiver no sentido oposto. Se os dados colocados estiverem corretos clique “OK”.

4.3 Velocidades

Para adicionar uma determinada velocidade angular não será preciso utilizar

uma ferramenta nova porque o próprio SolidWorks Motion facilita este processo.

Para adicionar uma velocidade clique com o botão direito do mouse em cima da

peça na qual será adicionada a velocidade e depois clique em “Velocidade inicial”.

No PropertyManager abrirá a janela com as opções “Velocidade linear inicial:” e

“Velocidade angular inicial:”. Siga o mesmo raciocínio da colocação de força e

momento, ou seja, escolher a face/aresta/ponto que deve ter velocidade e após

insira o valor. Tome cuidado quando for colocar os valores para a velocidade

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angular porque nas questões será dado o valor em rad/s mas no programa a unidade

é RPM.

4.4 Motor

Para questões que envolvem alguma peça com velocidade constante

(diferente da velocidade inicial) será usada a ferramenta “Motor”. Para usá-la

clique em “Motor” na barra de ferramentas do “Estudo de Movimento” e altere os

campos do PropertyManager conforme os dados do problema.

4.5 Gravidade

Para adicionar a ação da gravidade ao conjunto de peças, clique na opção

gravidade, na barra de opções do Motion. No PropertyManager um valor pré-

determinado como o valor aproximado com 5 casas decimais aparece. O que deve

ser verificado é a direção da força gravitacional; no canto direito aparecerá o vetor

da direção da força que geralmente estará apontando no sentido positivo do eixo z.

Se, por causa de diferentes escolhas dos planos para esboçar a peça, não estiver

apontando na direção desejada mude o eixo nas opções acima do valor da

gravidade. Clique “OK”.

4.6 Mola

Para adicionar o elemento Mola clique na opções “Mola linear” na barra do

Motion. No PropertyManager selecione “Mola linear”, em “Parâmetros de mola”

clique nos pontos da área gráfica nos quais a mola terá suas extremidades. Para a

mola exercer força ela deve estar deformada, para acontecer isso, em

“Comprimento livre” altere o valor do comprimento da mola para que esta se

deforme. O valor da força depende da constante k da mola que pode ser alterada

mudando o valor que consta em “Constante da mola”. Clique em “OK” para incluir

a mola.

5. Resultados

Para obter os resultados do movimento simulado será preciso saber utilizar a opção

“Resultados e plotagens”. Nesta opção diversas variáveis podem ser obtidas através da plotagem

de gráficos de momentos, forças, acelerações, etc.

5.1 Propriedades do Estudo de Movimento

Para poder colher os resultados da simulação do exercício devem-se, antes de

obter-los, editar a precisão da análise do movimento. Na barra do Estudo de

Movimento, clique em “Propriedades do Estudo de Movimento” e altere as opções

de captura de movimento conforme as configurações suportadas pelo seu

computador.

5.2 Cálculo do Movimento

Para ver o movimento devido as componentes adicionadas, clique em

“Calcular” na barra do “Estudo de Movimento” para que o programa calcule as

interações entre as peças. Depois de calculado, toda vez que for preciso verificar o

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movimento em um determinado tempo, use a “barra de tempo” para atualizar a área

gráfica para a configuração no determinado tempo e clique em “Reproduzir”.

5.3 Gráficos

Na barra de opções do Motion clique na opção “Resultados e plotagens”. No

PropertyManager, em “Resultados” clique nas caixas de diálogo e selecione a

categoria desejada. Após as três caixas terem sido preenchidas selecione a

face/aresta/ponto da qual será obtida as medições.

O detalhe que é importante mencionar é que quando for feito as plotagens,

por exemplo, para um ângulo theta que não está localizado na origem, deve-se

tentar criar outro sistema de referência. No campo “Selecione um

posicionamento/elemento de simulação ou três pontos para criar os resultados:”

deve-se, primeiramente, clicar em alguma referência/posicionamento para ser o

eixo principal, depois em outra referência/posicionamento para servir de segundo

eixo, e por fim, clicar onde será a origem do novo sistema de referência.