7/31/2019 Manual Ansys Trelica
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Anlise de uma Estrutura Reticulada
Mtodo dos Elementos Finitos
ANSYS
Lus Mesquita
03 de Maio de 2004
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Mecnica Aplicada I
O objectivo deste documento analisar uma estrutura treliada, com o carregamento
e dimenses mostradas na figura, usando o Mtodo dos Elementos Finitos, atravs do
programa Ansys.
Assuma que as barras so constitudas por elementos de ao com = .
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Mecnica Aplicada I
Como entrar no programa:
1- No Menu Iniciar Progamas Ansys,
seleccionar a opo -Interactive.
A- Seleccionar o directrio de
trabalho pretendido (Ex. MAI).
B- Atribuir um nome ao ficheiro
(Ex. trelica).
Fase de Pr - Processamento
Nesta fase dever ser efectuada toda a descrio do problema em anlise, fazendo
parte desta a seleco do tipo de anlise a efectuar, elemento finito a usar, material,
geometria, gerao da malha de elementos finitos, aplicao das cargas e apoios.
1. No Main Menu, clicar em
Preferencese seleccionar Structural.
2. Fechar a janela fazendo
OK.
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Mecnica Aplicada I
Elemento Finito:
A escolha do elemento finito depende, entre outras variveis, do tipo de estrutura
que se pretende analisar (vigas, barras, placas, cascas, etc.), da anlise e do domnio (
2D ou 3D), do material (isotrpico, ortotrpico ou anisotrpico), etc..
Para o caso em anlise, efectuar os seguintes passos;
1. No Main Menu, seleccionar
Preprocessor, de onde surge uma nova
lista de comandos.
2. Seleccionar Element Type,
seguido de Add/Edit/Delete. Para
adicionar um elemento fazer Add.Seleccionar o elemento Link 2D Spar,
clicar em OK, depois em Close.
Seco recta das barras:
1. No Preprocessor,
seleccionar Real Constants,
Add/Edit/Delete, Add.
2. Definir a seco recta das
barras. Por exemplo A=0,0025m2
3. Fechar as janelas fazendo
OK, Close.
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Mecnica Aplicada I
Propriedades do material:
1. No Preprocessor,
seleccionar Material Propse MaterialModels.
2. Definir as propriedades
do material: Seleccionar Structural
Linear elastic isotropic.
(Mdulo de elasticidade Ex
=210e9).
3. Fechar as janelas fazendo OK, Material/Exit
Geometria:
A definio da geometria da trelia passa inicialmente pela definio dos ns
(pontos) e posteriormente pela definio das barras (linhas).
1- Para se definirem os pontos,
seleccionar Preprocessor Modeling
Create Keypoints In Active CS.
2- Atribuir o nmero a cada ponto e
as respectivas coordenadas (x,y) segundo a
tabela 1.
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Mecnica Aplicada I
Tabela 1- Coordenadas dos pontos
3- Aps colocar o nmero do ponto e as coordenadas, fazer Apply e
avanar para o prximo ponto at ter criado todos os pontos, fazendo no final OK.
4- Para se definirem as linhas, seleccionar Preprocessor Modeling
Create Lines Straight Line.
5- A linha 1 criada seleccionando o ponto 1 e 2, a linha 2 com os
pontos 2 e 3 e assim sucessivamente at representar todas as barras.
N. Coord. x [m] Coord. y [m]
1 0 02 2,7 0
0
7 6*2,7 0
8 5*2,7 -3,6
9 4*2,7 -3,6
12 2,7 -3,6
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Mecnica Aplicada I
Malha de elementos finitos:
Criar a malha de elementos finitos consiste em efectuar uma diviso da geometria
(linhas) em n elementos finitos. O nmero de elementos com que se divide a geometria
funo de factores como a complexidade da geometria, a maior ou menor variao datenso ao longo da geometria, etc. Como em barras o esforo, de traco ou de
compresso, constante ao longo do seu comprimento, basta um elemento finito por
barra.
1- Para criar a malha,
seleccionar Preprocessor MeshTool,
abrindo-se uma nova janela.
2- Nessa janela, definir o
numero de divises de cada linha. Como
todas as linhas tm igual comprimento, o
numero de divises ser igual para todas
elas. MeshTool Size Controls Lines
Set.
3- Seleccionar todas as linhas e fazer OK. Escrever NDIV=1.
4- Neste momento pode-se criar a malha de elementos finitos. No MeshTool
Mesh, e seleccionar Pick All.
Definio dos apoios:
A definio dos apoios da viga passa pela imposio de deslocamentos e ou
rotaes nulas, quer se trate de apoios simples, duplos ou encastramentos.
Desta forma, tendo a trelia um apoio duplo no ponto n 1 j criado, o deslocamento
segundo x e y ser nulo nesse ponto. O apoio simples, correspondente ao ponto n7
impede o deslocamento somente segundo y.
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Mecnica Aplicada I
1- necessrio efectuar um plot
do pontos criados em, Utility Menu Plot
Keypoints Keypoints.
2- Para obter a numerao de
cada ponto, Utility Menu PlotCtrls
Numbering Keypoint numbers On.
3- Para definir o apoio duplo,
seleccionar PreProcessor Loads
Apply Displacement On Keypoints,
seleccionar o ponto n. 1 e Ok.
4- Seleccionar Uxe Uy, e colocar
0 (zero) em Displacement Value.
5- Repetir os passos 3 e 4 para o
ponto n. 7, seleccionando somente Uy.
Foras aplicadas:
As foras concentradas podem ser aplicadas nos pontos ou nos ns, criados
aquando da gerao da malha de elementos finitos.
As foras concentradas do exemplo em questo, coincidem com os pontos j criados
n. 2, 3 e 6, pelo que sero a aplicadas.
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Mecnica Aplicada I
1- Em, PreProcessor Loads
Apply Force/Moment On
Keypoints, seleccionar o ponto n. 2 efazer OK.
2- Seleccionar a direco da
fora, Fy.
3- Colocar o valor da fora, -
40000 N.
Repetir os passos 1 a 3 para os pontos 3 e 6.
Fase de Soluo
Neste momento o problema encontra-se totalmente definido, sendo possvel passar
fase de resoluo do problema. Nesta fase so calculados os esforos nas barras, a
deformada da estrutura, tenses instaladas, etc.
1- No Main Menu, seleccionar
Solution, de onde surge uma nova lista de
comandos.
2- Em, Solution Solve
Current LS OK.
Aps estes passos dever surgir
uma janela com a informao Solution
is done.
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Mecnica Aplicada I
Fase de Ps-Processamento
Nesta fase proceder-se- anlise/obteno dos resultados obtidos.
Para a obteno dos esforosinstalados nas barras criar uma tabela:
1- Seleccionar, Main Menu
General Postproc Element Table
Define Table Add.
2- No User Label for item
escrever Forca.
3- Seleccionar By sequence num SMISC, digitar:1 e fazer Ok.
Para obter uma representao dos esforos ao longo da trelia efectuar:
1- General PostProc
Plot Results Contour Plot
Elem Table, seleccionando
Forca.
Para obter o valor da fora instalada em cada uma das barras dever identificar
devidamente cada barra atravs da sua numerao. Posteriormente pode obter uma
listagem das foras.
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Mecnica Aplicada I
Para obter a numerao de cada
elemento, Utility Menu PlotCtrls
Numbering Element numbers.
1. Listagem das foras, General
PostProc List Results
Elem Table Data,
seleccionando Forca.
1. O valor das reaces obtido por General
PostProc List Results Reaction solu.
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Mecnica Aplicada I
Para se obter um ficheiro de imagem com a distribuio dos esforos seguir os
passos:
Utility Menu PlotCtrls HardCopy To File, onde pode escolher a exteno do
ficheiro assim como o seu nome.
A deformada da trelia obtida a partir de;
1- Main Menu General PostProc Plot Results Deformed Shape Def
+ undeformed.
Concluindo a sua anlise, efectuar File Exit Save Everything.