Introdução ao uso do Software ANSYS 5.4

Introdução ao usodo Software ANSYS 5.4 Prof. José Maria C. Dos Santos Prof. Renato Pavanello Engº Julio A. Beltrami da Silva Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Aula 02 • Modelo Sólido x Modelo de Elem. Finitos • Entidades básicas e sua hierarquia • Comandos para trabalhar com as entidades • Malha • Aplicar carregamento • Resolver • Visualizar os resultados • Construir um Modelo 2D - Corner Bracket Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Modelo Sólido e Modelo de Elementos Finitos • Toda analise de Elementos Finitos e construída usando um modelo sólido • O modelo sólido não participa da solução do modelo de elementos finitos • Sobre o modelo sólido e feito o modelo de elementos finitos com nós e elementos, onde serão aplicadas as condições de contorno Fazer a Malha Modelo de Elementos Finitos Modelo Sólido Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Construção de um Modelo Sólido Existem três maneiras de se construir um modelo sólido: • Construção direta no ANSYS • Construir o modelo no Autocad e importar para o ANSYS • Importar um modelo de Elementos Finitos para o ANSYS Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Entidades do modelo e sua hierarquia Existem basicamente 04 entidades de uma modelo sólido: Kpoints, Linhas, Áreas e Volumes: • Kpoints: são localizados no espaço 3D e representam vértices de objetos • Linhas: são partes de curvas no esp. 3D, tem em suas extremidades os Kpoints e representam lados ou arestas de objetos • Áreas: são superfícies com linhas no contorno, e representam faces de objetos sólidos, planos ou de casca • Volumes: são regiões no espaço 3D com áreas no contorno e representam objetos sólidos Pode-se abrir mão desta etapa Volumes Áreas Keypoints Áreas Linhas KeyPoints Linhas Volume Área Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Geometrias 2D primitivas As geometrias primitivas são áreas e volumes pré-definidos Main Menu: Preprocessor >-Modeling- Create > Escolhe o meio de se criar uma geometria Criando uma geometria por dimensões Exemplo de Caixa de Dialogo Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Plotar, Numerar e Deletar entidades Para plotar áreas, linhas, keypoints, etc: Utility Menu: Plot >Keypoints ou Linhas ou Áreas Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Plotar, Numerar e Deletar entidades Para numerar e distinguir entidades: Utility Menu: PlotCtrls >Numbering ... Escolher a caixa desejada e dar OK Controle para mostrar cores, números, cores e números Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Plotar, Numerar e Deletar entidades Exemplo de entidades identificadas: Utility Menu: PlotCtrls >Numbering ... Após numerar as áreas Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Plotar, Numerar e Deletar entidades Para deletar uma ou mais entidades : Main Menu: Preprocessor >-Modeling- Delete Forma de seleção e escolhe OK. Escolhe a entidade Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Operações Booleanas: Operações booleanas são combinações entre entidades geométricas para formar outras entidades. As operações booleanas podem ser de: adição, subtração, divisão, colagem e sobreposição. Exemplo de uma forma geométrica espacial complexa feita através da intercessão de bloco com esfera WZ WY WX Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Operações Booleanas: Exemplo de adição de áreas • A1 + A2 = A3 • A3 inclui todas as partes das áreas originais, mas não mantém os contornos da áreas Exemplo de subtração de áreas • A1 - A2 = A3 • A3 e uma nova área com a • intercessão entre A1 e A2 • removida Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Operações Booleanas: Para usar as operações booleanas: Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Operate > Escolher a operação booleana desejada Escolher o tipo de entidade. Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Malha: As etapas para se fazer uma malha de elementos finitos são: • Escolher os atributos dos elementos como: tipo de elemento, constantes reais, propriedades do material, etc • Especificar os controles de malha como a densidade • Salvar os dados antes de fazer a malha • Gerar a malha Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Malha: Para gerar a malha: Main Menu: Preprocessor > MeshTool 1. Escolher o tipo de entidade (linha, área ou volume) onde será feita a malha 2. Escolher Mesh. 3. Escolher a entidade com Pick. Depois escolher OK ou Apply Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Malha: No caso de se fazer uma malha no modelo solido do ANSYS sem controle, a malha gerada será padrão e apresenta: • malha livre com elementos quadrados e alguns elementos triangulares • tamanho de elemento determinado pelo programa, bom para uma primeira aproximação Uma opção e fazer uma malha mapeada escolhendo-se a geometria e densidade dos elementos Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Malha: Há varias maneiras de se controlar o tamanho dos elementos e sua densidade em determinada região do modelo de elementos finitos: SmartSizing Global Element Sizing Número de elementos ao longo de uma linha escolhida Tamanho desejado de elemento próximo de um KPoint Malha refinada em regiões especificadas Sendo que cada opção apresenta uma função especifica Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Aplicar Carregamento Os tipos de carregamentos podem ser descritos da seguinte forma: DOF Restrições: especifica valores dos graus de liberdade nodais com: deslocamentos, temperaturas, etc Cargas Concentradas: especifica cargas nodais como: forca, taxa de fluxo de calor, etc Cargas de Superfície: especifica cargas distribuídas sobre superfícies como: pressões, convecção térmica, etc Forças de Corpo: especifica forças volumétricas ou de campo como: geração interna de calor, espansão térmica Forças Inerciais: especifica forças de massa estrutural ou inércia como: gravidade Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Pressão aplicada na linha Pressão aplicada nas faces dos elementos Restringiu desloc. X Restringiu desloc. x e y Restrições nos nós Modelo Sólido Modelo E.F. Força aplicada em KPoint Força aplicada no nó Aplicar Carregamento Os carregamentos podem ser aplicados tanto no modelo sólido com no modelo de elem. finitos (nós e elementos) Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Aplicar Carregamento Vantagens e desvantagens de se aplicar carregamentos no modelo sólido: + as cargas são independentes das malhas + pode-se mudar a malha sem alterar o carregamento + a aplicação dos carregamentos é mais simples - nem todas os carregamentos do modelo sólido podem ser mostrados para uma possível verificação visual Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Aplicar Carregamento Para aplicar carregamentos em um modelo sólido Main Menu: Solution >-Loads- Apply > As escolhas dos tipos de carregamento dependem basicamente do tipo de análise e do tipo de elemento utilizado no model Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Aplicar Carregamento Para restringir graus de liberdade como deslocamentos: Main Menu: Solution > -Loads- Apply -Structural- Displacement > On Keypoints + Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Aplicar Carregamento Para deletar carregamentos aplicados: Main Menu: Solution > -Loads- Delete Opção de deletar todos os carregamentos de uma vez Opção de se deletar individualmente os carregamentos Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Resolver Entrada de Dados Solver Base de Dados Arquivo de Resultados Dados de Resultados Resultados Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Resolver Para iniciar a solução: Main Menu: Solution > Solve 1. Salvar a Base de Dados antes de iniciar a solução. 2. Observar as janelas de saída de mensagem durante a solução. 3. Escolher Current LS. Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Visualizar os Resultados Os resultados podem ser listados ou visualizados em termos de quantidade nodais ou de elementos. Assim: para plotar ou listar resultados deve-se escolher entre valores nodais ou no elemento algumas quantidades são avaliadas nos dois modos e há importantes diferenças tensões e deformações são derivadas do campo de deslocamentos e são baseadas na formulação teórica do tipo de elemento Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Corner Bracket As características do exemplo 02 são: cálculo estrutural análise linear estática elemento PLANE82 estado plano de tensão material: aço A36, E = 10e6 psi,  = 0.27 modelo 2D espessura 1/2 in Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Comandos de uso freqüente Para usar o comando select: Utility Menu: Select > Entities Seleciona por ex. um conjunto de nos do modelo inteiro Reseleciona. um conjunto de entidades a partir de entidades selecionadas Adiciona um novo conjunto de seleção a um conjunto já selecionado Desfaz a seleção Inverte a seleção Seleciona tudo novamente Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Comandos de uso freqüente Entidades selecionadas: nós, elementos, áreas, etc Métodos de seleção Seleciona por pick Seleciona entidades anexadas a outras entidades Seleciona entidades por atributos Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Uso de macros A criação de um modelo de elementos finitos pode ser feita no ANSYS de duas formas: • usando a interface através dos menus e do mouse • escrevendo linhas de comandos As macros são programas ou seqüências de comandos escritos em um arquivo em formato ASCII, onde cada linha de comando tem um procedimento via menu correspondente. As vantagens em usar macros são: • guardar modelos inteiros em arquivos pequenos .log • facilidade em alterações • velocidade de modelagem • fazer programas de execução dentro do ANSYS Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

Uso de macros /COM, Structural /PREP7 ET,1,PLANE82 KEYOPT,1,3,3 KEYOPT,1,5,0 KEYOPT,1,6,0 R,1,.5, MP,EX,1,100e9 MP,NUXY,1,.3 RECTNG,0,6,-1,1, RECTNG,0,6,-1,1, RECTNG,4,6,-1,-3, wpstyle,0.1,0.1,-1,1,0.003,1,2,,5 WPSTYLE,,,,,,,,1 CYL4,0,0,1 WPSTYL, STAT KWPAVE,P51X CYL4, , ,1 /PNUM,AREA,1 AMESH fini , /solu SFL,P51X,PRES,50,500, solve fini /post1 PLNSOL,S,EQV,0,1 fini Introdução ao ANSYS - Versão 5.4

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