Curso Introdutório Ao Ansys AULA 04

Curso Introdutório ao Ansys

Davi Barbosa

Diorge Lima

Ramo Estudantil UFPA Tucuruí

Análise estrutural de torre de transmissão autoportante 500 kV da

linha Tucuruí-Xingu utilizando o método de elementos finitos

Davi B. C. da Silva

Jéssica Laina M. e Silva

M.Sc. Wellington S. Fonseca

Eng. Adry Kleber F. de Lima



Estima-se que a demanda de consumo de energia aumentará consideravelmente no país, conforme o Plano Nacional de Energia 2030 divulgado pelo Ministério de Minas e Energia. Assim, com a finalidade de acompanhar as mudanças no cenário nacional, surge a necessidade de aperfeiçoar as técnicas de transmissão de energia. Na Amazônia, região Norte do país, caracterizada pelo potencial de geração de energia elétrica, produzida principalmente por usinas hidroelétricas, verifica-se um amplo espaço para pesquisas e estudos nas áreas tecnológicas relacionadas a este aspecto.


A realização de um sistema sólido e eficaz de transmissão de energia elétrica implica em estudos visando o aprimoramento das torres observando as questões ambientais, sobretudo aquelas referentes ao desmatamento, que se tornam um fator considerável na execução de obras no setor elétrico nacional. Tendo em vista a análise do respectivo assunto, no presente trabalho se faz a abordagem de uma das estruturas de torres utilizadas na região Norte, visando melhorias que venham causar menor impacto ambiental e concomitantemente buscando inovações tecnológicas que reflitam no fator econômico.


Deste modo, para haver a escolha do melhor conjunto de fatores técnicos, cujos resultados são os mais satisfatórios à execução do projeto é imprescindível a modelagem destas torres utilizando-se métodos numéricos que possam retratar a realidade com a maior precisão. Para isso opta-se por utilizar software baseado no método de elementos finitos objetivando modelar a estrutura de torre de transmissão auto-portante 500 kV da linha Tucuruí-Xingu, analisando o comportamento de tais estruturas submetidas as ações do vento, destacando também avaliação de intempéries e as questões ambientais locais.


Sistema Interligado Nacional


Forma arbitrária modelada usando elementos quadrados (41 e 192 elementos)


Etapas da análise no MEF


Elemento de viga utilizado na modelagem da torre (BEAM188)


Propriedades do material e das seçõesMódulo de elasticidade 206 GPa

Coeficiente de Poisson 0,25


Estrutura analisada


Árvore de carregamentos


Propriedades para cada módulo


Deslocamento máximo


Reações nos apoios


Propriedades dos elementos

Introdução


Pré-processamento Processamento Pós-processamento

Introdução

O problema é definido e

preparado para ser resolvido

A solução numérica do

problema físico é obtida

A solução obtida é preparada para

avaliar os resultados


Exemplo 3

Pré-processamento Processamento Pós-processamento

Observar os modos de vibração do perfil.


A asa é feita de polietileno de baixa densidade com um módulo de elasticidade (E) de 38x10³ psi, coeficiente de Poisson de 0.3, e uma densidade de 8.3x10-5 lbf(sec2/in4)-1

Exemplo 3



Assumir que o lado da asa conectado ao avião está completamente fixo em todos os graus de liberdade (engastado). A asa é sólida e as propriedades do material são constantes e isotrópicas.

Uma modelagem sólida é usada para gerar o modelo 2D da seção transversal da asa. Cria-se então uma malha razoável e realiza-se a extrusão da seção-transversal em um modelo 3D sólido que irá ser automaticamente discretizado.

Adicionalmente, a malha usada neste exemplo será bastante groseira para o tipo de elemento usado, apenas para fins didáticos.

Exemplo 3



A.Menu de Utilidades (Utility Menu)

B.Menu Principal (Main Menu)*Preprocessor *Solution*General Postprocessor

C.Barra de Ferramentas (Toolbar)

D.Janela de Entrada (Input Window)

E. Janela Gráfica (Graphics Window)

A

B

C

D

E


Importação da geometria

Exemplo 3Pré-processamento

Processamento

Pós-processamento

Read Input from...

C:\Arquivos de Programas\Ansys Inc\V110\ANSYS\data\models\wing.inp


Tipo de análise


Processamento

Pós-processamento

Preferences


Tipo de análise


Processamento

Pós-processamento

Structural


Propriedades do material


Processamento

Pós-processamento

Preprocessor




Processamento

Pós-processamento

Material props




Processamento

Pós-processamento

Material Models




Processamento

Pós-processamento

1 Structural2 Linear3 Elastic4 Isotropic




Processamento

Pós-processamento

38000 = 38x10³ Psi0.3




Processamento

Pós-processamento

Densidade




Processamento

Pós-processamento

8.3e-5 = lbf(sec2/in4)-1


Definição do elemento


Processamento

Pós-processamento

Element Type




Processamento

Pós-processamento

Add/Edit/Delete




Processamento

Pós-processamento

Add...




Processamento

Pós-processamento


Definição da malha


Processamento

Pós-processamento

Meshing




Processamento

Pós-processamento

MeshTool




Processamento

Pós-processamento




Processamento

Pós-processamento

0.25




Processamento

Pós-processamento




Processamento

Pós-processamento

A malha utilizada está bastante grosseira, mas deve-se lembrar, conforme comentado no início, que esta modelagem possui fins didáticos.




Processamento

Pós-processamento

Modeling




Processamento

Pós-processamento

Operate




Processamento

Pós-processamento

Elem Ext Opts




Processamento

Pós-processamento

2 SOLID45

10




Processamento

Pós-processamento

1 Extrude2 Areas3 By XYZ Offset




Processamento

Pós-processamento




Processamento

Pós-processamento

0 0 10




Processamento

Pós-processamento


Carregamentos


Processamento

Pós-processamento

1 Select2 Entities...


Carregamentos


Processamento

Pós-processamento

ElementsBy Attributes

Elem type num

Min,Max,Inc

Unselect


Carregamentos


Processamento

Pós-processamento

NodesBy Location

Z coordinates

From Full

0


Carregamentos


Processamento

Pós-processamento

1 Loads2 Define Loads3 Apply4 Structural5 Displacement6 On nodes


Carregamentos


Processamento

Pós-processamento


Carregamentos


Processamento

Pós-processamento

NodesBy Num/Pick


Tipo de análise


Processamento

Pós-processamento

1 Solution2 Analysis Type3 New Analysis


Tipo de análise


Processamento

Pós-processamento


Tipo de análise


Processamento

Pós-processamento

Analysis Options


Tipo de análise


Processamento

Pós-processamento

Block Lanczos

5

5


Tipo de análise


Processamento

Pós-processamento


Solução


Processamento

Pós-processamento

1 Solve2 Current LS


Solução


Processamento

Pós-processamento


Resultados


Processamento

Pós-processamento

1 General Postproc2 Results Summary


Resultados


Processamento

Pós-processamento


Resultados


Processamento

Pós-processamento

1 Read Results2 First set


Resultados


Processamento

Pós-processamento

1 Plot Ctrls2 Animate3 Mode shape...


Resultados


Processamento

Pós-processamento

Ajustes do vídeo gerado


Resultados


Processamento

Pós-processamento

Para os outrosmodos:1 Read Results2 Next set


Resultados


Processamento

Pós-processamento

Ajustes do vídeo gerado

Muito obrigado!

Davi Barbosa

Diorge Lima


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