Trabalho de Elementos Finitos
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MESTRADO PROFISSIONAL EM ENGENHARIA MECNICA TURMA XXVIII
Aluno: Ricardo do PradoR.A.: 33018854TRABALHO DE ELEMENTOS FINITOSTAUBAT SP
2012Dados gerais para a elaborao do estudo:-Material: Al
-Limite de escoamento: 400 MPa
-Mdulo de elasticidade: 70 GPa
-Coeficiente de Poisson: 0,3
-Carga de trao: 100 Mpa
-Espessura: 1,6 mm
-Chapa engastada na borda esquerda.
Problema proposto
Determinar pelo mtodo dos elementos finitos:-Tenso normal mxima
-Coeficiente de segurana em relao deformao plstica
-Diagrama de tenso normal na seo mnima, transversal a carga
-Elongao mxima da chapa
-Compare os resultados obtidos com discretizao manual e discretizao automtica.
-Refine a rea de alta tenso e recalcule os resultados.
-Investigue o efeito do mdulo de elasticidade, aplicando variaes de at 10%, e de coeficiente de Poisson (aplicando valores tericos do mesmo).
Figura 1 Dimensional do corpo de provas
Figura 2 - Modelo em 3D do corpo de provas
Foram realizadas 8 simulaes conforme tabela abaixo:
N Simul.SizeAbs. SagTipo de elementoE (GPa)Coef. Poisson
120,7633,322Linear700,3
220,7633,322Parablico700,3
352Parablico700,3
452Parablico700,0
552Parablico700,5
652Parablico630,3
752Parablico770,3
85 / 2,5*2 / 1*Parablico700,3
Figura 3 Tabela de variao de parmetros na simulao
Figura 4 Representao grfica do deslocamento
Figura 5 Representao grfica da tenso em Von MissesResultados observados nas simulaes
Simul. NDeslocamento (mm)Von Misses (N/m2)
15.30 e+0031.6 e+012
26.47 e+0033.01 e+012
36.43 e+0033.69 e+012
46.36 e+0033.69 e+012
56.80 e+0033.66 e+012
67.14 e+0033.69 e+012
75.84 e+0033.69 e+012
86.43 e+0033.84 e+012
Figura 6 Tabela dos resultados obtidos
- Tenso normal mxima;
A tenso normal mxima encontrada nos estudos foi de:
3.84 e+012
- Coeficiente de segurana em relao deformao plstica;
C.S.= T.A./T.M.
C.S.= 400/384 = 1.04Obs.: C.S. = Coeficiente de segurana
T.A. = Tenso admissvel
T.M. = Tenso mxima
- Diagrama de tenso normal na seo mnima, transversal a carga;
Figura 7 Diagrama de tenso de tenso normal
- Elongao mxima na chapa;A elongao mxima encontrada na chapa foi observada na simulao de n 6 = 7.14 e+003.- As simulaes de n 1 e 2 foram realizadas utilizando valores de malha gerados automaticamente, variando apenas o tipo de elemento.- Na simulao de n 3 foi realizada a discretizao manual da malha, refinando o tamanho dos seus elementos.
- Nas simulaes de n 4 e 5 foram utilizadas as mesmas configuraes da malha n 3 alterando apenas o coeficiente de Poisson conf. fig. 3.- Nas simulaes de n 6 e 7 foram utilizadas as mesmas configuraes da malha n 3 alterando apenas o mdulo de elasticidade conf. fig. 3.
- Na simulao de n 8 foram utilizados os mesmos parmetros da simulao de n3 (considerada a simulao base), mais os valores marcados com (*) que foram aplicados num refinamento maior da maior da malha (discretizao) nos pontos de maior tenso.