introdução ao uso do software ansys 5.4
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Introdução ao uso do Software ANSYS 5.4. Prof. José Maria C. Dos Santos Prof. Renato Pavanello Engº Julio A. Beltrami da Silva. Aula 02. Modelo Sólido x Modelo de Elem. Finitos Entidades básicas e sua hierarquia Comandos para trabalhar com as entidades Malha Aplicar carregamento - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
março, 2000 I-1 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Introdução ao usoIntrodução ao usodo Software ANSYS 5.4 do Software ANSYS 5.4
Prof. José Maria C. Dos Santos
Prof. Renato Pavanello
Engº Julio A. Beltrami da Silva
março, 2000 I-2 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Aula 02 Aula 02 • Modelo Sólido x Modelo de Elem. Finitos• Entidades básicas e sua hierarquia• Comandos para trabalhar com as entidades • Malha• Aplicar carregamento• Resolver • Visualizar os resultados
• Construir um Modelo 2D - Corner BracketCorner Bracket
março, 2000 I-3 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Modelo Sólido e Modelo de Elementos FinitosModelo Sólido e Modelo de Elementos Finitos
Fazer a Malha
Modelo Sólido
Modelo de Elementos Finitos
• Toda analise de Elementos Finitos e construída usando um modelo sólido
• O modelo sólido não participa da solução do modelo de elementos finitos
• Sobre o modelo sólido e feito o modelo de elementos finitos com nós e elementos, onde serão aplicadas as condições de contorno
março, 2000 I-4 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Construção de um Modelo SólidoConstrução de um Modelo SólidoExistem três maneiras de se construir um modelo sólido:
• Construção direta no ANSYS
• Construir o modelo no Autocad e importar para o ANSYS
• Importar um modelo de Elementos Finitos para o ANSYS
março, 2000 I-5 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Entidades do modelo e sua hierarquiaEntidades do modelo e sua hierarquiaExistem basicamente 04 entidades de uma modelo sólido:
Kpoints, Linhas, Áreas e Volumes:• Kpoints: são localizados no espaço 3D e representam vértices de
objetos • Linhas: são partes de curvas no esp. 3D, tem em suas extremidades
os Kpoints e representam lados ou arestas de objetos• Áreas: são superfícies com linhas no contorno, e representam faces
de objetos sólidos, planos ou de casca• Volumes: são regiões no espaço 3D com áreas no contorno e
representam objetos sólidos
Áreas
Volume
Keypoints
LinhasÁrea
KeyPoints
Linhas
Áreas
VolumesPode-seabrir mão desta etapa
março, 2000 I-6 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Geometrias 2D primitivasGeometrias 2D primitivasAs geometrias primitivas são áreas e volumes pré-definidos
Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Create >
Escolhe o meio de se criar uma geometria
Criando uma geometria por dimensões
Exemplo de Caixa de Dialogo
março, 2000 I-7 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Plotar, Numerar e Deletar entidadesPlotar, Numerar e Deletar entidades
Para plotar áreas, linhas, keypoints, etc:Utility Menu: Plot > Keypoints ou Linhas ou Áreas
março, 2000 I-8 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Plotar, Numerar e Deletar entidadesPlotar, Numerar e Deletar entidades
Escolher a caixa desejada e dar OK
Controle para mostrar cores, números, cores e números
Para numerar e distinguir entidades:
Utility Menu: PlotCtrls > Numbering ...
março, 2000 I-9 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Após numerar as áreas
Plotar, Numerar e Deletar entidadesPlotar, Numerar e Deletar entidadesExemplo de entidades identificadas:
Utility Menu: PlotCtrls > Numbering ...
março, 2000 I-10 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Para deletar uma ou mais entidades :
Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Delete
Forma de seleção e escolhe OK.
Escolhe a entidade
Plotar, Numerar e Deletar entidadesPlotar, Numerar e Deletar entidades
março, 2000 I-11 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Operações Booleanas:Operações Booleanas:Operações booleanas são combinações entre entidades
geométricas para formar outras entidades.
As operações booleanas podem ser de: adição, subtração,
divisão, colagem e sobreposição.
WZWY
WX
Exemplo de uma forma geométrica espacial complexa feita através da intercessão de bloco com esfera
março, 2000 I-12 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Operações Booleanas:Operações Booleanas:Exemplo de adição de áreas
• A1 + A2 = A3
• A3 inclui todas as partes das áreas originais, mas não mantém os contornos da áreas
• A1 - A2 = A3
• A3 e uma nova área com a intercessão entre A1 e A2 removida
Exemplo de subtração de áreas
março, 2000 I-13 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Operações Booleanas:Operações Booleanas:
Escolher o tipo de entidade.
Para usar as operações booleanas:
Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Operate >
Escolher a operação booleana desejada
março, 2000 I-14 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Malha:Malha:As etapas para se fazer uma malha de elementos finitos
são:
• Escolher os atributos dos elementos como: tipo de elemento, constantes reais, propriedades do material, etc
• Especificar os controles de malha como a densidade
• Salvar os dados antes de fazer a malha
• Gerar a malha
março, 2000 I-15 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Malha:Malha:Para gerar a malha:Main Menu: Preprocessor > MeshTool
1. Escolher o tipo de entidade (linha, área ou volume) onde será feita a malha
2. Escolher Mesh.
3. Escolher a entidade com Pick. Depois escolher OK ou Apply
março, 2000 I-16 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Malha:Malha:No caso de se fazer uma malha no modelo solido do ANSYS
sem controle, a malha gerada será padrão e apresenta:
• malha livre com elementos quadrados e alguns elementos
triangulares
• tamanho de elemento determinado pelo programa, bom para uma primeira aproximação
Uma opção e fazer uma malha mapeada escolhendo-se a geometria e densidade dos elementos
março, 2000 I-17 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Malha:Malha:Há varias maneiras de se controlar o tamanho dos
elementos e sua densidade em determinada região do
modelo de elementos finitos:• SmartSizing• Global Element Sizing• Número de elementos ao longo de uma linha escolhida• Tamanho desejado de elemento próximo de um KPoint• Malha refinada em regiões especificadas
Sendo que cada opção apresenta uma função especifica
março, 2000 I-18 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Aplicar CarregamentoAplicar CarregamentoOs tipos de carregamentos podem ser descritos da seguinte
forma:• DOF Restrições: especifica valores dos graus de liberdade
nodais com: deslocamentos, temperaturas, etc• Cargas Concentradas: especifica cargas nodais como:
forca, taxa de fluxo de calor, etc• Cargas de Superfície: especifica cargas distribuídas sobre
superfícies como: pressões, convecção térmica, etc• Forças de Corpo: especifica forças volumétricas ou de
campo como: geração interna de calor, espansão térmica• Forças Inerciais: especifica forças de massa estrutural ou
inércia como: gravidade
março, 2000 I-19 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Restringiu desloc. X
Restringiudesloc. x e y
Modelo Sólido
Pressão aplicada na linha
Força aplicada em KPoint
Restriçõesnos nós
Modelo E.F.
Pressão aplicada nas faces dos elementos
Força aplicada no nó
Aplicar CarregamentoAplicar CarregamentoOs carregamentos podem ser aplicados tanto no modelo
sólido com no modelo de elem. finitos (nós e elementos)
março, 2000 I-20 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Aplicar CarregamentoAplicar Carregamento
Vantagens e desvantagens de se aplicar carregamentos no modelo sólido:
• + as cargas são independentes das malhas
• + pode-se mudar a malha sem alterar o carregamento
• + a aplicação dos carregamentos é mais simples
• - nem todas os carregamentos do modelo sólido podem ser mostrados para uma possível verificação visual
março, 2000 I-21 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
As escolhas dos tipos de carregamento dependem basicamente do tipo de análise e do tipo de elemento utilizado no model
Para aplicar carregamentos em um modelo sólido
Main Menu: Solution > -Loads- Apply >
Aplicar CarregamentoAplicar Carregamento
março, 2000 I-22 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Para restringir graus de liberdade como deslocamentos:
Main Menu: Solution > -Loads- Apply -Structural- Displacement > On Keypoints +
Aplicar CarregamentoAplicar Carregamento
março, 2000 I-23 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Aplicar CarregamentoAplicar Carregamento
Main Menu: Solution > -Loads- Delete
Opção de deletar todos os carregamentos de uma vez
Opção de se deletar individualmente os carregamentos
Para deletar carregamentos aplicados:
março, 2000 I-24 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Arquivo deResultados
Dados deResultados
Base de Dados Solver
Resultados
Entrada de Dados
ResolverResolver
março, 2000 I-25 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
1. Salvar a Base de Dados antes de iniciar a solução.
2. Observar as janelas de saída de mensagem durante a solução.
3. Escolher Current LS.
ResolverResolverPara iniciar a solução:
Main Menu: Solution > Solve
março, 2000 I-26 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Visualizar os ResultadosVisualizar os ResultadosOs resultados podem ser listados ou visualizados em
termos de quantidade nodais ou de elementos. Assim:• para plotar ou listar resultados deve-se escolher entre
valores nodais ou no elemento
• algumas quantidades são avaliadas nos dois modos e há importantes diferenças
• tensões e deformações são derivadas do campo de deslocamentos e são baseadas na formulação teórica do tipo de elemento
março, 2000 I-27 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Corner BracketCorner Bracket
As características do exemplo 02 são:• cálculo estrutural• análise linear estática• elemento PLANE82• estado plano de tensão• material: aço A36, E = 10e6 psi, = 0.27• modelo 2D• espessura 1/2 in
março, 2000 I-28 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Comandos de uso freqüenteComandos de uso freqüente
Para usar o comando select:
Utility Menu: Select > Entities Seleciona por ex. um conjunto de nosdo modelo inteiro
Reseleciona. um conjunto de entidades a partir de entidades selecionadas
Adiciona um novo conjunto de seleção a um conjunto já selecionado
Desfaz a seleçãoInverte a seleção
Seleciona tudo novamente
março, 2000 I-29 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Comandos de uso freqüenteComandos de uso freqüenteEntidades selecionadas: nós, elementos, áreas, etc
Seleciona por pick
Métodos de seleção
Seleciona entidades anexadas a outras entidades
Seleciona entidades por atributos
março, 2000 I-30 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Uso de macrosUso de macrosA criação de um modelo de elementos finitos pode ser feita no
ANSYS de duas formas: • usando a interface através dos menus e do mouse• escrevendo linhas de comandos
As macros são programas ou seqüências de comandos escritos em um arquivo em formato ASCII, onde cada linha de comando tem um procedimento via menu correspondente.
As vantagens em usar macros são:• guardar modelos inteiros em arquivos pequenos .log• facilidade em alterações• velocidade de modelagem• fazer programas de execução dentro do ANSYS
março, 2000 I-31 Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
Uso de macrosUso de macros/COM, Structural /PREP7 ET,1,PLANE82
KEYOPT,1,3,3KEYOPT,1,5,0KEYOPT,1,6,0
R,1,.5,
MP,EX,1,100e9
MP,NUXY,1,.3
RECTNG,0,6,-1,1,RECTNG,0,6,-1,1,RECTNG,4,6,-1,-3,
wpstyle,0.1,0.1,-1,1,0.003,1,2,,5 WPSTYLE,,,,,,,,1CYL4,0,0,1 WPSTYL, STAT
KWPAVE,P51X CYL4, , ,1
/PNUM,AREA,1
AMESH
fini,
/solu
SFL,P51X,PRES,50,500,
solve
fini
/post1
PLNSOL,S,EQV,0,1
fini