Manual Ansys Trelica

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.

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