Introdução ao Pro-Mechanica Aula -02. Prof. Isaac N. L. Silva Prof. Carlos Crespo Izquierdo

Transcrição

1 Introdução ao Pro-Mechanica Aula -02 Prof. Isaac N. L. Silva Prof. Carlos Crespo Izquierdo

2 Sobre O Pro-Mechanica traz 2 módulos de análise: Estrutural - Structural Térmico - Thermal Cada um deles trata de um tipo diferente de simulação do comportamento mecânico de peças ou estruturas. No curso será visto apenas o módulo integrado.

3 Premissas O curso leva em conta que o aluno já traz um conhecimento acerca do Método dos Elementos Finitos, da Resistência dos Materiais e da Mecânica do Contínuo, além de CAD. Esses conhecimento serão cobrados, na resolução correta dos problemas solicitados.

4 Os módulos Stucture avalia o comportamento de peças ou montagens. Permite criar carregamentos e restrições de movimento para o modelo, e com isso realizar testes estáticos, modal, prétensão, flambagem, e vibração, além de fadiga e problemas de contato. A ênfase primária é a análise linear e de pequenas deformações. Thermal avalia o comportamento térmico de peças ou montagens. Permite aplicar cargas térmicas, condições de temperatura, condições de convecção e realizar simulações estacionárias ou transientes. Pode ser aplicado ao estudo de transferência de calor.

5 Mechanica-Structure permite: Criar ambiente real para o modelo: propriedades, carregamentos, restrições e geometrias; Controlar a malha; Definir os critérios de convergência; Usar FEM solvers: Nastran ou Ansys; Visualizar gráficos dos resultados: deformações, tensões, e deslocamentos

6 Fluxograma de trabalho Etapas Descrição 1 Crie o modelo no Pro-E 2 Defina o sistema de unidades 3 Adicione sistema de coordenada e regiões - opcional 4 materials, loads, constraints, contact regions, e measures. 5 idealizações: springs, beams, shells, etc. 6 Criar malha 7 Defina a análise 8 Rode a análise 9 Interprete os resultados 10 Defina mudanças de parâmetros no projeto para otimização 11 Realize o estudo de otimização do projeto 12 Se satisfeito, atualize o design original

7 Boas práticas no uso de ferramentas CAE Estudar a formulação matemática do problema; Estudar e planejar a construção do modelo CAD; Estudar e planejar o modelo CAE; Estudar as otimizações ao modelo original.

8 Estudar e planejar a construção do modelo CAD Mantenha o seu modelo o mais simples possível: evite features desnecessárias à análise, pois isso reduz a complexidade computacional: Modela as features maiores e mais básicas primeiro; Identifique as relações entre features que possam restringir movimentos; Dê nome às dimensões, para melhor identificá-las; Evite conflitos topológicos (interferências, alinhamentos, transições complexas entre blends e sweeps, etc).

9 Criando o primeiro modelo no Pro-Mechanica

10 Passo 1 Construa o modelo no Pro-E.

11 Passo 2 Certifique-se de que as unidades do seu modelo estão corretas. Isto é necessário para a análise CAE resulte em tensões e deformações nas unidades esperadas. Passo 3 No menu Application, escolha Mechanica.

12 Passo 4 Verifique se o a licença do módulo está instalada. A caixa FEM Mode deve estar desmarcada. OK!

13 Passo 5 No menu de forças, selecione uma força puntual. Passo 6 Na janela de forças/momentos, indique o ponto de aplicação da força (extremidade da peça). Uma força vertical, para baixo de 100 N foi utilizada (criar ponto PNT0 ).

14 Passo 7 - Escolha de material. No menu Properties>Materials. ou Escolha a liga de alumínio AL2014. Assign>Part e selecione a peça.

15 Na opção Edit é possível verificar as propriedades mecânicas do material escolhido. Módulo de elasticidade, coef. De Poisson, e expansão térmica são de interesse! Se a força gravitacional for considerada, a densidade deve ser verificada.

16 Passo 8 Escolha das restrições. Estas podem ser Free, Fixed, Prescribed ou Function of coordinate. Escolha Fixo, na face oposta a da aplicação de força. A peça deve parecer como abaixo:

17 Passo 9 Criação de análise.

18 Passo 9 Criação de um estudo Static. Passo 10 Run. Status

19 Ao terminar a simulação, a mensagem Run Completed deve aparecer.

20 Passo 12 - Visualizar resultados Escolha Stress e, depois Displacement.

21 Passo 13 Analise os resultados (Stress). smax=3,4 Pa.

22 Passo 13 Analise os resultados (Displacement). ymax=0,095 mm.

23 Verificação L F ymax ymax = F L 3 /3EI ymax = (100x400 3 )/(3x73084x306796)=0,095mm

24 Exercício proposto: L=400mm Seção 50 F=100N 60 ymax 10 Calcular s e y máximos, usando o Pro-Mechanica.