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Elementos Finitos - Introduo
Programao da Disciplina
Motivao: Anlise de Elementos Finitos
Objetivos da disciplina
Elementos Finitos Contexto histrico
Processo da analise de elementos finitos
Integrao de tecnologias e de disciplinas
Bibliografia
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Programao da Disciplina:03/fev Aula 1 Anlise de Elementos Finitos - Uma viso geral
10/fev Aula 2 Fundamentos de Engenharia de Estruturas
17/fev Aula 3 Fundamentos de Engenharia de Estruturas
24/fev Aula 4 !"ni"a de Elementos Finitos
03/mar Feriado# $arnaval10/mar Aula % !"ni"a de Elementos Finitos
17/mar Aula & 'odelagem de Elementos Finitos
24/mar (rova '1
31/mar )evolu*o '1
07/a+r Aula 7 'odelagem de Elementos Finitos
14/a+r Aula , $A) ara modelagem de Elementos Finitos
21/a+r Feriado# iradentes
2,/a+r Aula . era*o de 'alhas ara Elementos Finitos
0%/mai Aula 10 $ondi*es de $ontorno
12/mai Aula 11 olu*o e isualia*o de esultados
1./mai Aula 12 E5er"i"io# Anlise Estrutural Estti"a 6inear
2&/mai Aula 13 (rova '2 - (rti"a
02/un (rova '2
0./un )evolu*o '2
1&/un e"uera*o
'1
'2
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Motivao: Anlise de Elementos Finitos
Antes Desenvolvimento de projetos baseado em experimentos
Longo tempo de desenvolvimento; Altos custos associados com prottipos
Grandes Margens (fator) de segurana.
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Motivao: Anlise de Elementos Finitos
Atualmente Desenvolvimento de projetos baseados em CAE
Reduz tempo de lanamento no mercado. Reduz custos associados com prottipos
Margens (fator) de segurana menores.
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Objetivos da disciplina Apresentar conceitos bsicos de tcnicas de modelagens e de
analises de elementos finitos para problemas da Engenharia
Praticar modelagens e anlises de elementos finitos com oprograma comercial ANSYS
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Objetivos da disciplina
E5emlo# 'odelar e analisar a estrutura ara uma "arga de 1008 ali"ada na "inta e
verifi"ar se#
- 8o rovo"a um deslo"amento na estrutura maior 9ue 0:07%mm:
- E no e5"ede os limites elsti"os do material:
Modelagem e anlise de elementos finitos
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Objetivos da disciplina
The
ToolboxThe Project
Schematic
Ambiente do programa ANSYS Workbench
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Objetivos da disciplina
1.
2.
Pr-processamento
b.
a.
3.
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Objetivos da disciplina
5.
Pr-processamento
4.
6.
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Objetivos da disciplina Pr-processamento
7.
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Objetivos da disciplina
a.
Pr-processamento
8.
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Objetivos da disciplina Processamento
9.
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Objetivos da disciplina Ps-processamento
10.
a.b.
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Elementos Finitos Contexto Histrico 1943 1 Trabalho Courant. Principio de potencial estacionrio e
interpolao de funes em regies discretas para soluo de umproblema de toro.
1951 1 Computador eletrnico comercial UNIVAC 1 Remington Rand.
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Elementos Finitos Contexto Histrico Nos anos seguintes aconteceu desenvolvimentos relacionados a
sofisticao de tcnicas do MEF e aplicabilidade em vrias classes deproblemas da Engenharia.
Atualmente tem acontecido grandes avanos em poder computacional,na interao grfica, em CAD e em softwares FEA (ANSYS, Abaqus,Hyperworks, Comsol e entre outros).
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Elementos Finitos Contexto Histrico 1970 No Brasil a primeira tese sobre o MEF foi defendida na Coppe-
UFRJ e foi apresentada pelo engenheiro Alcebades Vasconcelos.Alcebades desenvolveu um programa para analise de estruturas deestado plano com o uso do elemento triangular CST e comparou os
resultados com problemas da Teoria da Elasticidade. 1971 - O primeiro curso sobre o mtodo dos elementos finitos foi
ministrado na Coppe-UFRJ pelo professor Fernando Venncio Filho.
Grupos de Pesquisas em Elementos Finitos no Brasil
POLI-USP Laboratrio de Mecnica Computacional (LMC)
POLI-USP Grupo de Mecnica dos Slidos e Impacto em Estruturas(GMSI)
Coppe - UFRJ Laboratrio de Mtodos Computacionais emEngenharia (LAMCE)
PUC - RJ TECGRAF
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Processo da analise de elementos finitos
Problema Real Projeto ou Estrutura Existente
Modelo Fsico
Modelo Matemtico
Mtodo Numrico Elementos Finitos
Anlise dos Resultados
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Processo da analise de elementos finitos(ro+lema real# (onte de edestre de madeira
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Processo da analise de elementos finitos'odelo F;si"o# viga +i-aoiada
'odelo 'atemti"o# eoria de viga
Hipteses para o modelo: A viga de material homogneo e elstico linear
A viga sofre apenas pequenas deflexes
Deflexes da viga devem ser regidas pela Teoria de Viga de Bernoulli-Euler
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Processo da analise de elementos finitos
'odelo 8um!ri"o# Elementos Finitos
Anlise dos 4esultados
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Integrao de Tecnologias e Disciplinas
CAD - FEA
CATIA, AutoCAD, Solidworks,entre outros softwares de CAD
ANSYS, ABAQUS, NASTRAN,entre outros softwares de FEA
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Integrao de Tecnologias e Disciplinas
Simulao de ensaios de laboratrios Teste de trao
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Integrao de Tecnologias e Disciplinas
Teste x FEA Investigao de falhas
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Integrao de Tecnologias e Disciplinas
Correlao Teste x FEA
Os resultados da simulao tem boa correlao com resultados do teste experimental.
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Integrao de Tecnologias e Disciplinas
Fadiga: Stress-Life.
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Integrao de Tecnologias e Disciplinas
Fadiga: Stress-Life.
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Integrao de Tecnologias e Disciplinas
Anlise dinmica (Vibraes) Estrutura frontal turbina da Rolls-Royce
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Integrao de Tecnologias e Disciplinas
Estampagem de chapas
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Integrao de Tecnologias e Disciplinas
Otimizao - Topolgica
Objetivo reduzir massa (ou volume)
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Integrao de Tecnologias e Disciplinas
Otimizao - DOE e Variao de formas
I d T l i Di i li
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Integrao de Tecnologias e Disciplinas
Simulao termo estrutural CFD + FEAs
I t d T l i Di i li
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Integrao de Tecnologias e Disciplinas
Simulao de elementos finitos na biomecnica na odontologia
I t d T l i Di i li
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Integrao de Tecnologias e Disciplinas
Simulao de elementos finitos usando o celular
Bibli fi B i
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Bibliografia Bsica:
KIM, N., SANKAR, B. V. Introduo Anlise e ao Projeto em ElementosFinitos, Editora LTC (Online: Site Minha Biblioteca).
FISH, J., BELYTSCHKO, T. Um Primeiro Curso em Elementos Finitos,Editora LTC (Online: Site Minha Biblioteca).
ADAMS, Vince. Building Better Products with finite Element Analysis,
OnWord Press.
BUCALEM, Miguel Luiz. The Mechanics of Solids and Structures Hierarchical Modeling and the Finite Element Solution, Springer.
ANSYS Release 14.5 Manual Documentation.
Bibli fi C l t
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Bibliografia Complementar:
ALVES FILHO, Avelino. Elementos Finitos: A base da tecnologia CAE,Editora rica.
SORIANO, H. Elementos Finitos Formulao e Aplicao na Esttica eDinmica das Estruturas, Editora Cincia Moderna.
VAZ, Luiz Eloy. Mtodo dos Elementos Finitos: Em Anlise de Estruturas,
Editora Campus. BATHE, Klaus-Jurgen. Finite Element Procedures, Prentice Hall.
Outras Referencias:
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Outras Referencias:
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