Solidworks Simulation

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Licao 01

Transcript of Solidworks Simulation

  • 2

    Sumrio

    1. Objetivos ....................................................................................................... 3

    2. Estudo de uma Pea no Simulation .............................................................. 4

    Concluso ....................................................................................................... 43

  • 3

    1. Objetivos

    Este captulo tem por objetivo apresentar e familiarizar o usurio com o

    fluxo de trabalho de uma simulao esttica de uma pea com o SolidWorks

    Simulation. Um pequeno estudo esttico de uma pea ser realizado para

    mostrar as principais ferramentas e praticar os comandos bsicos do software

    disponveis para estudos de peas.

    Recomendamos que ao realizar esta lio, preste ateno nos

    comandos, eles sero utilizados basicamente em todos os estudos de Peas,

    ento extremamente importante estar habituado com os mesmo e conhecer

    suas funcionalidades, pois elas no estaro repetidas nas prximas lies,

    partiremos do princpio que o entendimento do conceito dos comandos ser

    realizado conforme eles surgiro ao decorrer das lies.

    Como esta lio ser complementada posteriormente, caso preferir,

    voc pode salvar a pea trabalhada durante esta lio como "Lio 01", e

    realizar uma cpia da pea, apenas para voc ter armazenada em seu

    computador exatamente o que foi realizado na Lio 01 do treinamento.

    Localizar e aplicar os comandos do SolidWorks Simulation;

    Conhecer as funcionalidades dos comandos disponveis para anlises

    de Peas;

    Realizar a primeira anlise no SolidWorks Simulation;

  • 4

    2. Estudo de uma Pea no Simulation

    No capitulo de introduo, nos certificamos que o SolidWorks Simulation

    est instalado corretamente e o seu suplemento est habilitado.

    Abra a pea Lio 01.sldprt disponvel na pasta da Lio 01. Para isto,

    clicar em Arquivo>Abrir. (Faa download no Moodle de todos os arquivos do

    treinamento em seu computador, armazene-os em pastas, separados por

    lies)

  • 5

    Nessa lio iremos verificar os nveis de tenso de um componente de

    uma mquina de lavar. A pea em questo fica apoiada em um componente

    bastante rgido e est parafusada em 3 pontos, como pode ser visto na

    sequncia. Sobre ela, montada uma segunda pea que estar representada

    aqui por uma fora equivalente ao seu peso.

  • 6

    Acesse o Simulation para criarmos um novo estudo.

    Clicar na Aba do Simulation,

    conforme imagem ao lado. A barra

    possui apenas um cone pois ainda

    no iniciamos um "Estudo".

    Estudo onde colocamos todas as informaes necessrias para fazer

    uma anlise. Podemos ter um ou mais estudos, conforme a necessidade.

    Aba do SolidWorks Simulation

    Clicar em Novo Estudo

  • 7

    Ao criar um novo estudo, podemos digitar um nome

    para este estudo (por exemplo: Estudo 1, Estudo com

    malha fina, Anlise inicial, etc.)

    Anlise Esttica, normalmente, a nica opo

    disponvel. Isto ocorre devido ao tipo de SolidWorks

    instalado. Para quem tem apenas Esttico, est

    instalado SolidWorks Simulation. Neste treinamento,

    no interessa os outros tipos de anlise, apenas o

    mdulo Esttico necessrio.

    Para quem tem mais opes (Freqncia, Flambagem,

    Trmico, etc.) est instalado o SolidWorks Simulation

    Professional.

    Escolher Esttico.

    Confirmar

  • 8

    Observar agora as mudanas no seu SolidWorks. Primeiro, cones foram

    acrescentados na aba do Simulation (veremos os cones em detalhes em outro

    momento).

    Na lateral esquerda, temos as etapas a serem seguidas, para configurar

    uma anlise.

    Estudo

  • 9

    Para fazer uma anlise de elementos finitos com o SolidWorks

    Simulation, o primeiro passo aps iniciar um estudo, verificar o seu sistema

    de unidades. Ento, clicar em Simulation>Opes (no menu suspenso)

    Dentro de Opes, Opes predeterminadas, Unidades, certificar-se de que SI

    esteja selecionado. No clicar em OK ainda. Vamos tambm verificar as

    Plotagens que dispomos.

  • 10

    Dentro de Opes pr-determinadas

    tambm temos Plotagem. Plotagem

    a forma como sero nos

    apresentados os resultados. muito

    comum, na primeira utilizao do

    SolidWorks Simulation, no haver

    plotagens disponveis (Plotagem1,

    Plotagem2 e Plotagem3) conforme

    imagem ao lado.

    Caso voc tenha as plotagens mostradas na imagem acima, no

    execute o prximo passo (Acrescentar Plotagens). Mas, caso voc no tenha,

    conforme ilustrado na imagem abaixo, ter que acrescentar, ou seja, executar o

    prximo passo.

    Lembre-se que estamos interessados

    apenas no Resultados do estudo

    esttico.

    Demais resultados (freqncia,

    trmico, etc.) devem ser ignorados.

    Clicar sobre Resultados do

    estudo esttico, com o boto

    direito do mouse.

    Selecionar a opo Adicionar

    nova plumagem.

  • 11

    Em Tipo de resultado, selecionar Tenso Nodal.

    Em Componente de resultado, selecionar VON:

    tenso de Von Mises

    Com este procedimento, estamos definindo a forma como veremos os

    resultados da analise de tenso.

    Repetir o procedimento para acrescentar plotagens

    Clicar sobre Resultados do

    estudo esttico, com o boto

    direito do mouse.

    Selecionar a opo Adicionar

    nova plotagem.

    Em Tipo de resultado, selecionar

    Deslocamento.

    Em Componente de resultado, selecionar

    URES: Deslocamento resultante

  • 12

    Repetir o procedimento anterior para acrescentar novas plotagens.

    Clicar sobre Resultados do

    estudo esttico, com o boto

    direito do mouse.

    Selecionar a opo Adicionar

    nova plotagem.

    Em Tipo de resultado, selecionar

    Deformao do elemento.

    Em Componente de resultado, selecionar

    ESTRN: Deformao equivalente

    Acrescentaremos somente 3 plotagens, as quais sero Padro, ou seja,

    aparecero em todas as analises estticas. Ao final desta lio, aprenderemos

    como acrescentar outros tipos de plotagens.

    Clicar em OK para confirmar.

  • 13

    Segundo passo, acrescentar Material.

    Ao clicar sobre na lateral esquerda, com o boto direito do

    mouse, temos acesso a Aplicar/Editar material... Selecionar esta opo.

    Observao

    Observar que, caso j tenha sido aplicado um material a

    pea, com o SolidWorks, o SolidWorks Simulation utiliza

    este material (porm pode ser trocado conforme

    necessidade).

    Identificamos se um material j foi aplicado atravs do

    cone

  • 14

    O procedimento para acrescentar material dentro do SolidWorks

    Simulation igual ao procedimento para acrescentar material com SolidWorks.

    Selecionar o

    material

    desejado na

    lista de

    materiais

    localizada a

    esquerda da

    janela e em

    seguida, clicar

    em Aplicar.

    Clicar em

    Fechar para

    retornar a rea

    de trabalho.

    Observaes:

    Podemos acrescentar nossos prprios materiais a lista de materiais. As

    Propriedades em vermelho so de preenchimento obrigatrio, pois so

    necessrias para executar o clculo.

    As propriedades em azul podem ser necessrias para tipos de cargas

    especficas.

    Certifique-se de que o cone, na lateral esquerda, aparece conforme a

    imagem abaixo. Caso contrrio, repetir o procedimento anterior.

  • 15

    No possvel fazer a analise, sem um material aplicado. Caso voc

    executar a anlise sem um material aplicado, a seguinte mensagem ser

    mostrada:

    Na barra de ferramentas, temos um cone para acrescentar material.

    Conforme a imagem ao lado, o prximo passo

    seria Conexes.

    Porm, conexes so aplicadas somente a

    conjuntos, ou quando temos duas ou mais

    peas/corpos, e precisamos informar ao

    SolidWorks Simulation como estes interagem

    entre si.

    Como temos somente uma pea/corpo,

    Conexes no aplicado.

    Vamos ento para o prximo passo, Acessrios de fixao.

  • 16

    Toda a pea a ser analisada precisa estar fixada,

    representando a forma como esta pea est ligada a

    outra, em uma montagem (ou simplesmente apoiada

    sobre uma mesa).

    Para ativar fixaes, clicar sobre Acessrios de fixao com o boto

    direito do mouse e selecionar a opo Geometria Fixa, conforme imagem

    abaixo.

  • 17

    Na barra de ferramentas, tambm temos um cone para acrescentar

    fixaes, conforme imagem abaixo. Geometria fixa pode ser selecionada

    conforme voc achar conveniente.

    Selecionar as faces da pea, conforme indicado abaixo. Seis faces sero

    selecionadas.

  • 18

    Ao aplicar Geometria fixa, estamos

    informando ao SolidWorks Simulation

    que, as faces selecionadas no se

    deslocam em X, Y e Z.

    Observar o smbolo aplicado a face. Ele

    utilizado para informar que no h

    translao e rotao, das faces

    selecionadas.

    Observar este cone, no momento de aplicar o comando Geometria

    Fixa. Ele indica que podemos selecionar faces, arestas e vrtices.

    Clicar em para confirmar.

    Ao confirmar, um cone acrescentado a Acessrios

    de fixao.

    Caso houver necessidade de fazer alguma

    modificao, podemos selecionar o cone

    Fixo-1, com o boto direito do mouse, e

    clicar em Editar definio...

  • 19

    Vamos ver agora outros tipos de fixaes.

    Ao lado, temos as fixaes (Padres e

    Avanadas), faltando apenas Imvel (Padro,

    porm, esta opo no est disponvel para

    slidos).

  • 20

    Restringe todos os graus de liberdade translacionais e

    rotacionais.

    Restringe todos os graus de liberdade translacionais.

    Disponvel apenas para cascas e vigas.

    Face restringida pode deslizar e expandir, porm no

    pode se deslocar no sentido normal a face selecionada.

    Face selecionada pode girar sobre seu eixo, porm faces

    selecionadas no expandem.

    Para ser usada em faces planas, permite o espelhamento de uma

    geometria.

  • 21

    Usado em faces que rotacionam sobre um eixo.

    Usar essa opo para restringir faces, eixos e

    pontos em uma (ou mais) direes.

    Restringe as faces selecionadas em trs direes

    (conforme necessidade).

    Similar a "Em faces planas", restringe a face cilndrica

    selecionada em 3 direes.

    Similar a "Em faces planas", restringe a face selecionada

    em 3 direes.

    O prximo passo acrescentar Cargas externas

    (foras).

  • 22

    Clicar sobre Cargas externas com o

    boto direito do mouse e selecionar

    Fora.

    Na barra de ferramentas, tambm temos um cone para Fora, conforme

    imagem abaixo. Fora pode ser selecionada conforme voc achar

    conveniente.

  • 23

    Selecionar as 3 faces indicadas na imagem abaixo.

    A fora aplicada de 9500 N por face .

    Clicar em para confirmar.

  • 24

    Ao confirmar, foras so aplicadas sobre as faces, conforme indica

    imagem abaixo.

    O prximo passo Malha.

    Dentro de Malhar vamos configurar a forma como

    esta ser gerada sobre o modelo.

  • 25

    Clicar com o boto direito do mouse sobre malha e selecionar a opo

    Criar Malha.

    Na barra de ferramentas, tambm temos um cone para Criar Malha,

    conforme imagem abaixo. Criar Malha pode ser selecionada conforme voc

    achar conveniente.

    Ao clicar sobre Criar Malha, temos acesso as configuraes de Malha

    (Marcar Parmetros de Malha).

  • 26

    Use o controle deslizante para alterar o tamanho e a

    tolerncia do elemento global. A posio mais

    esquerda (Grossa) define o tamanho do elemento

    global como duas vezes o tamanho predeterminado.

    A posio mais direita(Fina) define o tamanho do

    elemento global como metade do tamanho

    predeterminado.

    Ao deslocar o Ceder, o tamanho geral modificado.

  • 27

    Unidade de medida previamente configurada

    Disponvel somente para malha com base em curvatura. O tamanho de elemento mximo usado para os limites com a curvatura mais baixa.

    Disponvel somente para malha com base em curvatura. O tamanho mnimo de elemento usado para os limites com a curvatura mais alta. Numero mnimo de

    elementos em um crculo

    Disponvel somente para malha com base em curvatura. Especifica a taxa de crescimento do elemento global, comeando nas regies de alta curvatura, em todas as direes.

    Ativa o esquema de gerao de malha de Voronoi-Delaunay para as operaes subsequentes de gerao de malha.

    Ativa o esquema de gerao de malha baseado em curvatura para as operaes subsequentes de gerao de malha. O gerador de malha cria automaticamente (sem necessidade do controle de malha) mais elementos em reas com curvatura maior.

  • 28

    Manter os valores padres e clicar em para confirmar. Caixa de

    mensagem mostra o progresso da gerao da malha.

    Disponvel somente para malhas de alta qualidade. Define o nmero de pontos de integrao que devem ser usados na verificao do nvel de distoro de elementos tetradricos. Voc pode basear a verificao Jacobiana em 4, 16, 29 pontos Gaussianos ou Nos ns.

    Especifica 4 ns de canto para cada elemento slido e 3 ns de canto para cada elemento de casca. A malha de qualidade Rascunho recomendada para uma avaliao rpida, e a opo predeterminada, Alta qualidade, para os resultados finais.

  • 29

    Ao finalizar, teremos a malha, conforme imagem abaixo.

    Clicar em Executar estudo para iniciar os clculos do estudo. O cone

    pode ser encontrado na barra de ferramentas, conforme imagem abaixo.

  • 30

    Observar que a escala de distoro de 2768.49. Isto ocorre por que a

    tenso muito baixa (limite de escoamento do material 620 MPa.

    Informaes sobre o estudo. Observar a escala de distoro.

    Plotagens configuradas no incio da lio.

    Plotagem selecionada (Tenso).

  • 31

    Deslocamento: Para selecionar Deslocamento, duplo clique sobre este, nos Resultados.

    Deformao: Para selecionar Deformao, duplo clique sobre este, nos Resultados.

  • 32

    Agora, duplo clique sobre Tenso para

    verificarmos algumas opes.

    As opes iremos analisar (conforme ordem) so: Editar definio,

    Opes de diagrama e Configuraes.

    Clicar sobre Tenso com o

    boto direito do mouse e

    selecionar Editar definio...,

    conforme imagem ao lado.

  • 33

    Componente . Selecione um componente de tenso para a plotagem. As direes se baseiam na geometria de referncia selecionada.

    Unidades . Selecione as unidades da plotagem de tenso.

    Exibir como plotagem de tensor. Disponvel somente com tenso de Von Mises (VON). As trs tenses principais em ns ou em centros de elementos so exibidas.

    Valores do n. Gera plotagens de tenso do n. A interpolao linear usada, normalmente gerando uma plotagem suave.

    Valores do elemento. Gera tenses nos centros dos elementos (um valor/cor para cada elemento).

    Se marcada, o componente de deformao selecionado plotado na forma deformada do modelo.

    Automtico. Exibe o Fator de escala predeterminado que o programa usa para dimensionar a distoro mxima como 10% da maior dimenso da menor caixa que envolve o modelo.

    Escala real. Exibe a forma deformada real do modelo (Fator de Escala 1,0).

    Definido pelo usurio. Permite que voc insira seu prprio Fator de escala . Na maioria dos casos, um fator de escala maior ajuda a visualizar bem a deflexo.

    javascript:kadovTextPopup(this)javascript:kadovTextPopup(this)javascript:kadovTextPopup(this)javascript:kadovTextPopup(this)

  • 34

    Clicar sobre Tenso com o boto

    direito do mouse e selecionar

    Opes de diagrama..., conforme

    imagem ao lado

  • 35

    Exibir anotao mn.. Ativa/desativa a exibio da anotao do valor mnimo da plotagem.

    Exibir anotao mx. Ativa/desativa a exibio da anotao do valor mximo da plotagem.

    Exibir detalhes da plotagem. Se marcado, exibe o nome do modelo, nome do estudo, tipo e escala de distoro de uma plotagem.

    Exibir legenda. Ativa/desativa a exibio da legenda da plotagem.

    Exibir intervalo Mn./Mx. somente em peas exibidas. Se marcado, o programa exibe os valores mnimo e mximo da plotagem somente nas partes exibidas.

    Automtico. Se marcado, escolhe automaticamente

    os valores mnimo (Mn)

    e mximo (Mx) do diagrama.

    Definido. Se marcado, voc especifica os valores

    mnimo (Mn) e mximo

    (Mx) do diagrama.

    Posies predefinidas. Define a posio do diagrama em uma posio predefinida.

    Horizontal da esquerda .Especifique a distncia horizontal a partir da esquerda da rea de grficos como uma percentagem da largura da janela.

    Vertical do topo . Especifique a distncia vertical do topo da rea de grficos como uma percentagem da altura da janela.

    Largura . Controla a espessura do diagrama. Opes disponveis: Grossa, Normal e Fina.

    Formato de nmero . Controla a exibio dos valores numricos no diagrama. Formatos disponveis: cientfico, flutuante e geral.

    Numero de casas decimais . Define o nmero de casas

    decimais a serem exibidas no diagrama. Voc pode especificar at 16 casas decimais a serem exibidas em um diagrama.

    javascript:hhctrl.TextPopup('Examples:%201.234e+01%20for%2012.34%20and%20-1.234e-02%20for%20-0.01234','Verdana,8',10,10,00000000,0xc0ffff)javascript:hhctrl.TextPopup('Examples:%201.234e+01%20for%2012.34%20and%20-1.234e-02%20for%20-0.01234','Verdana,8',10,10,00000000,0xc0ffff)javascript:hhctrl.TextPopup('Regular%20decimal%20format%20like:%200.01234%20and%20-1.234','Verdana,8',10,10,00000000,0xc0ffff)javascript:hhctrl.TextPopup('Regular%20decimal%20format%20like:%200.01234%20and%20-1.234','Verdana,8',10,10,00000000,0xc0ffff)javascript:hhctrl.TextPopup('The%20program%20may%20mix%20scientific%20and%20floating%20formats%20based%20on%20the%20actual%20results.','Verdana,8',10,10,00000000,0xc0ffff)javascript:hhctrl.TextPopup('The%20program%20may%20mix%20scientific%20and%20floating%20formats%20based%20on%20the%20actual%20results.','Verdana,8',10,10,00000000,0xc0ffff)

  • 36

    Valor predeterminado

    . Usa o mapa de cores predeterminado na plotagem.

    Arco-ris . Usa o mapa de cores de arco-ris na plotagem.

    Tons de cinza

    . Define o mapa de gradiente de tons de cinza. Use esta opo em impressoras em preto e branco.

    Definido pelo usurio. Define at 9 cores de base. Para definir uma cor de base, clique na sua caixa e escolha uma nova cor na paleta de cores. Se o nmero de cores de base que voc selecionar aqui for igual ao nmero de cores do diagrama, somente as cores selecionadas sero usadas. Em outras palavras, no h sombras ou interpolao de cor.

    Inverter. Inverte o mapeamento de cor.

    Numero de cores do

    diagrama . Define o nmero de cores usadas no diagrama (2 a 24).

    Especificar cor para valores acima do limite. Selecione para definir todos os valores de tenso acima do limite a uma cor selecionada. Clique em Editar cor para alterar a cor. Disponvel somente em plotagens de tenso de Von Mises de peas de corpo nico com limite de escoamento definido.

  • 37

    Clicar sobre Tenso com o boto

    direito do mouse e selecionar

    Configuraes..., conforme

    imagem ao lado

  • 38

    O PropertyManager de Configuraes permite que voc controle a exibio da plotagem de demarcao, a exibio do contorno do modelo e a

    exibio da forma deformada do modelo.

    Ponto. Usa contornos de pontos coloridos.

    Linha. Usa contornos de linhas coloridas.

    Discreta. Usa contornos preenchidos com cores com sombreamento discreto.

    Contnua. Usa contornos preenchidos com cores com sombreamento liso.

    Opes de limite

    Nenhum. Desativa a exibio do limite do modelo.

    Modelo. Exibe as arestas de limite do modelo.

    Malha. Sobrepe a plotagem de resultado selecionada sobre a plotagem de malha.

    Opes de plotagem deformada.

    Sobrepor modelo na forma deformada. Se marcado, exibe a forma no deformada do modelo sobre a forma deformada usando as seguintes configuraes:

    Translcido (uma s cor). Permite que voc selecione uma cor e defina o nvel de transparncia do modelo.

    Translcido (cores de pea). Permite que voc define o nvel de transparncia do modelo. Sero usadas cores de pea.

  • 39

    Abaixo, exemplo de Configuraes onde Opes de demarcao

    Continua e Opes de limite Malha.

  • 40

    Agora, vamos conhecer uma ferramenta disponvel para medir Tenses

    em um determinado ponto.

    Clicar sobre Tenso, com o boto

    direito do mouse, e selecionar a

    opo Sonda.

    A funo Sonda permite que voc

    investigue uma plotagem e veja os

    valores das quantidades plotadas

    em ns definidos ou centros de

    elementos. Quando voc sonda

    uma plotagem de malha, o software

    exibe o nmero do n ou elemento

    e as coordenadas globais do

    n. Quando voc sonda uma

    plotagem de resultados, o software

    exibe o nmero do n ou elemento,

    o valor do resultado plotado e as

    coordenadas globais do n ou

    centro do elemento. Por exemplo,

    em uma plotagem de tenso de n,

    so exibidos o nmero do n, o

    valor de tenso e as coordenadas

    globais x, y, e z.

  • 41

    Clicar em (um ou) vrios pontos da pea (usar a imagem abaixo como

    referencia). Observar os valores para cada ns selecionado.

  • 42

    Aps selecionar vrios pontos, podemos criar uma

    Plotagem, em forma de grfico, conforme imagem

    abaixo.

    Salve e feche o arquivo.

    Observe que com esta ferramenta, voc pode verificar a variao da Tenso/deslocamento/deformao ao longo da seleo, ou descobrir os valores destas grandezas em regies especficas da pea, onde voc desconfia que esteja submetida a maiores carregamentos, ou onde j sabe que est ocorrendo problemas, como quebra por cisalhamento, trincas, etc.

  • 43

    Concluso

    Com o trmino desta lio, introduzimos o conceito de anlise do

    SolidWorks Simulation.

    A partir de agora, com todas as informaes do captulo de Introduo

    em conjunto com a prtica realizada nesta lio, voc j tem condies de

    aplicar e conhecer mais ferramentas disponveis no ambiente de Simulao do

    SolidWorks Simulation.

    importante ressaltar a importncia de todos os conceitos citados at o

    momento estarem completamente compreendidos por parte dos usurios, para

    o possvel entendimento das anlises dos prximos captulos e para a

    completa capacitao no uso da ferramenta.

    Este o momento para aqueles que ainda no esto seguros em

    relao todos os conceitos fundamentais de mecnica, parar, e revisar os

    contedos onde tem dificuldade, para relembrar as teorias fundamentais dos

    materiais e da mecnica em geral.

    Observe abaixo o que foi realizado nesta Lio.

    Localizar e aplicar os comandos do SolidWorks Simulation;

    Conhecer as funcionalidades dos comandos disponveis para anlises

    de Peas;

    Realizar a primeira anlise no SolidWorks Simulation;

  • 44

    Na prxima lio, iremos continuar trabalhando com a mesma pea

    utilizada na atual, com o objetivo de familiarizar os usurios novas

    funcionalidades e comandos especficos do software para Peas utilizando

    elementos slidos, bem como apresentar mtodos distintos de construo,

    edio e execuo de estudos.

    Na sequncia abaixo, principais tpicos que sero trabalhados na

    prxima Lio:

    Localizar e aplicar os comandos do SolidWorks Simulation;

    Conhecer as funcionalidades dos comandos disponveis para anlises

    de Peas;

    Criar outros tipos de Plotagem;

  • 45

    Duplicar um Estudo;

    Fazer modificaes em um Estudo;

    Conhecer outros tipos de fixao;

    1. Objetivos2. Estudo de uma Pea no SimulationConcluso

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