análise de colunas

14
DESAFIO 1 ANÁLISE DA ESTABILIDADE DE COLUNAS EM CONTATO COM BASE ELÁSTICA Agosto de 2015

Upload: laura-camelo-santos

Post on 14-Dec-2015

53 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Análise de colunar Ansys

TRANSCRIPT

Page 1: Análise de colunas

DESAFIO 1

ANÁLISE DA ESTABILIDADE DE COLUNAS EM CONTATO COM BASE ELÁSTICA

Agosto de 2015

Laura Camelo Santos

Page 2: Análise de colunas

1.Análise não linear de uma viga engastada através do ANSYS

Pré-processamento:

Definem-se a geometria, tipos de elementos, reais constantes, propriedades do material e divisão da malha de elementos.

Solução: Aplicando o carregamento e resolvendo o problema

Solution>Analysis Type> Sol’n control

a) Large Displacement Static: Inclui os efeitos das grandes deformações;b) Time control : Verificar com Ricardo e ler help do Ansys

Page 3: Análise de colunas

Aplica-se as condições de contorno e carregamento.

Resultados

DEFORMADA

Page 4: Análise de colunas

DEFLEXÃO EM X

DEFLEXÃO EM Y

Page 5: Análise de colunas

2.Análise da estabilidade de uma coluna via ANSYS

2.1 Análise da carga crítica de uma coluna perfeita

Computa os autovalores do sistema estrutural com suas cargas e restrições de contorno. É a análise clássica de flambagem de Euler. Cargas críticas para diversas condições de contorno e carregamento são disponíveis na literatura e facilmente calculadas. Entretanto, neste método a coluna é considerada perfeita. Não são considerados os efeitos das imperfeições geométricas e outras fontes de não linearidade. A carga crítica da coluna perfeita é maior que a carga crítica encontrada na prática.

Será analisado a carga crítica de uma coluna perfeita com seção transversal de 10 x 10 mm, engastada inferiormente, com altura h = 100mm .

Passo 01: Definição do problema

Nesta fase é definida a geometria do problema, os tipos de elementos usados, os reais constantes, as propriedades dos materiais e a malha de elementos finitos.

Passo 02: Solução

Solution>Analysis Type>New Analysis>Static

Unabridged menu

Solution>Analysis Type> Analysis Option -> Prestress ON (Assegura que a matriz de rigidez é calulada)

Aplica cargas e restrições

Solution>Solve>Current LS

FINISH (ao final do menu principal)

É necessário entrar novamente na fase de solução para especificar a análise da flambagem.

Solution>Analysis Type>New Analysis>Eigen Buckling

Solution> Analysis Type> Analysis Option - > No. Of modes to extract “1”

Solution>Solve>Current LS

Page 6: Análise de colunas

FINISH

Agora é necessário entrar no solver novamente para poder expandir o resultado e poder rever a forma dos modos de flambagem

Solution>Analysis Type>Expansion Pass -> ON

Solution> Load Step Opts > Expansion Pass> Single Expand > Expand Modes

No of modes to expand: “1”

Solution>Solve>Current LS

Passo 03) Resultados

Carga crítica: General Postproc>List Results>Detailed Summary

***** INDEX OF DATA SETS ON RESULTS FILE *****

SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE 1 41123. 1 1 1 ColunaPerfeita

General Postproc> Plot Results> Deformed Shape

2.2 Análise não linear da estabilidade de uma coluna

Page 7: Análise de colunas

Análise mais realística, pois, implica em análise não linear, grandes deformações, para calcular as cargas críticas. A partir de incrementos de carga se chega até o limite da estrutura (quando um pequeno incremento de carga causa grande deflexão). Análise não linear dessa natureza permite a modelagem de imperfeições geométricas, perturbações de cargas, materiais não lineares, etc. Para esse tipo de análise, pequenas cargas fora do eixo são necessárias para iniciar o modo de flambagem desejado.

Parte 01) Pré-processamento

Definição da geométrica do modelo. No caso, coluna de 100 mm de altura com seção 10x10mm (A=100mm²; I=833.333mm²; h=10)

Definição do tipo de elemento BEAM 3; Propriedades do material E=200e3; v=0.3

Malha: elementos de 1mm – 100 elementos ao longo da linha

Parte 02) Solver

Solution>New Analysis> Static

Solution>Analysis type: Sol’n Control

Basic:

Garanta que os efeitos das grandes deformações estejam selecionados;

Automatic time stepping: ON – VER COM RICARDO

Substeps = 20 (substep inicial de 1/20 do total de carregamento)

Número máximo de substep de 1000. Para o programa se não convergir após 1000 steps

Número mínimo de substep = 1

Garantir que todos os itens da solução estarão no file de resultados.

Page 8: Análise de colunas

Nonlinear: VER HELP

Aplicar restrições (engaste – livre)

Cargas: Fy=-50000 e Fx=-250

Solution > Solve> Current LS

Resultados deformada:

DOF y

Page 9: Análise de colunas

DOF x

Gráfico incremento de carga x deslocamento

Page 10: Análise de colunas

Main Menu> TimeHist Postpro

Page 11: Análise de colunas
Page 12: Análise de colunas

Pelo gráfico é possível notar que a coluna flamba com uma carga de aproximadamente 40000 N – onde começa a haver grandes deflexões com pequeno incremento de carga. O que é um valor menor do que aquele obtido pelo autovalor 41123N.