apostila sw 2013 ska simulation

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Sumário

1. Objetivos deste capítulo ................................................................................ 3

2. Habilitar o SolidWorks Simulation ................................................................. 4

2.1. Conhecendo o SolidWorks Simulation ....................................................... 6

2.1.1.Etapas do processo de análise ................................................................ 7

2.1.2. Sistema de Unidades .............................................................................. 8

2.1.3. Limitações do software ............................................................................ 9

2.1.4. Tipos de Elementos disponíveis no SolidWorks Simulation ................... 13

2.1.5. Nomenclatura e Definições ................................................................... 19

2.1.6. Avaliação dos resultados ...................................................................... 20

Conclusão ....................................................................................................... 24

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1. Objetivos deste capítulo

Este capítulo tem por objetivo explicar como é o SolidWorks Simulation e

como este trabalha. Neste capítulo não realizaremos uma análise, mas sim,

compreenderemos o que é necessário para poder fazê-la.

Recomendamos que ao realizar a leitura deste documento, preste

atenção na nomenclatura, e em termos que talvez sejam desconhecidos ou

tenham caído no esquecimento, pois será de extrema importância para a

realização do treinamento estar habituado com os termos e nomenclaturas

contidas neste documento inicial.

Caso desconheça termos/expressões ou até mesmo fórmulas e

conceitos, é extremamente recomendável que antes de seguir em frente revise

seus livros sobre Resistência dos materiais e relembre os conceitos e teoremas

pertinentes ao assunto.

Visando boas práticas de realização deste treinamento, é extremamente

importante que você realize o download no Moodle de todos os arquivos do

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

lições, para que ao decorrer do treinamento, conforme solicitado nas lições,

você tenha acesso rapidamente aos arquivos solicitados nas lições, sem

precisar acessar o Moodle apenas para baixar o arquivo específico da lição.

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2. Habilitar o SolidWorks Simulation

Antes de iniciarmos qualquer tarefa ou explicação sobre Simulation,

vamos primeiros nos certificar que o SW Simulation está corretamente

instalado.

5

Com o SolidWorks aberto, clicar em Ferramentas>Suplementos, em

seguida, dentro de Suplementos, vamos ativar o SolidWorks Simulation.

Observar que ao marcar o quadrado da esquerda, estaremos ativando o

SolidWorks Simulation somente até fecharmos o SolidWorks. Ao marcar o

quadrado da direita, ativaremos o SolidWorks permanentemente.

Ao comprar o EAD de Solidworks Simulation, os pré-requisitos

necessários foram apresentados, sendo eles conhecimentos básicos em

SolidWorks (modelagem de peças, montagem de conjuntos, etc.) e

conhecimentos em FEA (Finite Element Analysis).

Por este motivo, não iremos explicar o que é FEA, mas vamos ressaltar

que FEA é apenas mais uma ferramenta para projetos, ou seja, decisões sobre

o projeto precisam ser baseadas em uma combinação de diversas

informações, sendo os resultados do FEA uma entre muitas.

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2.1. Conhecendo o SolidWorks Simulation

Em seguida, serão introduzidas algumas informações e conceitos

específicas ao mundo de elementos finitos.

É importante analisar estas informações com cuidado, e caso não

lembre ou desconheça quaisquer informações citadas, aconselhamos que

revise seus materiais de estudo.

Observe abaixo um pouco da aplicação das ferramentas de Elementos

Finitos.

7

2.1.1.Etapas do processo de análise

A análise por elementos finitos contém etapas, as quais, estão dispostas

abaixo em sequência:

• Pré-processamento: Tipo de análise, propriedades dos materiais,

cargas e restrições, geração de malha;

• Solução: Cálculo dos resultados;

• Pós-processamento: Avaliação dos resultados;

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2.1.2. Sistema de Unidades

No SolidWorks Simulation os parâmetros podem ser inseridos em SI,

Métrico e Inglês em qualquer etapa.

SI Métrico Inglês

Massa kg kg Lbm

Comprimento m cm in

Tempo s s s

Força N kgf Lbf

Pressão/tensão N/m^2 Kfg/cm^2 Lbf/in^2

Densidade da

massa

Kg/m^3 Kg/cm^3 Lbf/in^3

temperatura K °C °F

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2.1.3. Limitações do software

O módulo que será utilizado neste treinamento apresenta algumas

limitações que serão descritas abaixo.

• Linearidade geométrica e material: Tensão é linearmente proporcional

a força. (SolidWorks possui um módulo especifico para análises não

lineares, o qual é denominado SolidWorks Simulation Premium).

O módulo utilizado neste treinamento só considera a primeira

região do gráfico abaixo, dentro do regime elástico linear.

10

É importante ressaltar que para análises não lineares, a ferramenta

disponível para a simulação é o SolidWorks Simulation Premium, o qual

consegue avaliar e considerar a partir da Região elástica e dar respostas de

acordo com o que realmente ocorre internamente no material.

11

• Pequenas deformações: Podemos simplificar este conceito dizendo

que, a deformação é extremamente pequena em relação ao tamanho

geral da estrutura a ser analisada.

Na imagem abaixo observe que inicialmente a peça está em sua

escala Real.

Na imagem abaixo observe que inicialmente a peça NÃO está em

sua escala Real. O Software aplica uma escala automaticamente ao

modelo para tornar mais nítida a identificação do resultado pelo usuário.

12

• Cargas estáticas: cargas que não se modificam de acordo com o

tempo, e sua aplicação é realizada de forma extremamente lenta.

Para uma análise Não Linear, observe que a relação de Força x

Deslocamento não parece nem um pouco algo linear.

Todas as cargas, assim como as restrições, são considerados

(Estáticas) e não variam com o tempo (a sua aplicação no modelo é realizada

de maneira muito lenta). Efeitos inerciais e de amortecimento são desprezíveis.

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2.1.4. Tipos de Elementos disponíveis no SolidWorks Simulation

Abaixo, iremos descrever o Tipo de Elemento x Tipo de Geometria do SolidWorks associada.

• Elemento Sólido: Corpo sólido

• Elemento de Casca: Chapa metálica e Superfícies

• Elemento de Viga: Componente estrutural e corpo sólido

Elementos Sólidos:

Os elementos de malha dos sólidos são tetraédricos, e possuem apenas

3 graus de liberdade (translação) em cada nó.

Elementos de Casca:

Os elementos de malha de casca são triangulares, e possuem 6 graus

de liberdade (3 de translação e 3 de rotação) em cada nó.

Elementos de Viga:

Cada viga, possui duas extremidades com 6 graus de liberdade (3 de

translação e 3 de rotação).

14

Observe que os elementos de 1º ordem possuem arestas retas, e por

isso não consegue representar muito bem geometrias de curvas.

Elementos de primeira ordem (qualidade rascunho, conforme imagem

acima).

15

Elementos de segunda ordem (qualidade alta, conforme imagem acima).

16

Elementos de malha de casca de primeira ordem (qualidade de

rascunho, conforme imagem acima).

17

Elementos de segunda ordem (qualidade alta, conforme imagem acima).

Elementos de malha de viga, são representados conforme imagem

abaixo.

18

Os elementos de malha de primeira ordem devem ser utilizados apenas

em estudos preliminares, onde o principal objetivo do estudo é realizar a

verificação dos parâmetros de entrada e a resposta da estrutura.

Os elementos de malha de segunda ordem devem ser utilizados em

cálculos definitivos, onde os resultados finais da estrutura, estão sendo

buscados.

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2.1.5. Nomenclatura e Definições

Geometria CAD, é uma idealização do modelo físico onde algumas

simplificações podem/devem ser realizadas.

Malha é a representação matemática da geometria CAD.

Fixação é a representação de como o modelo físico está restrito.

Cargas Externas é a representação dos carregamentos em que o

modelo físico está submetido.

Conexões geralmente aplicada em montagens (ou peças Multicorpos)

as conexões definem como os componentes (ou corpos) do modelo físico

interagem entre si.

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2.1.6. Avaliação dos resultados

Após executarmos os cálculos, é necessário avaliar os resultados para

definir se o projeto atende aos requisitos. Podemos definir inúmeros critérios de

falha de um projeto.

Apresentamos abaixo os critérios utilizados para definir se o projeto

falhou. Os mais comuns são:

Deslocamento: Estimativa de quanto um determinado ponto moveu-se em

uma determinada direção. Critério obvio e fácil de estabelecer.

Deformação: A deformação da estrutura, é obtida pela fórmula abaixo:

Onde:

ΔL - Variação do comprimento

L - Comprimento original

Tensão: Medição do esforço interno que ocorre em um componente submetido

a um carregamento. É composto por 9 componentes sendo que cada face de

um cubo (representando qualquer ponto do corpo) atuam duas tensões de

corte e uma tensão normal.

21

Uma tensão equivalente (proposta por Von-Mises) que é uma

combinação de todos esses componentes, é a solução mais genérica e

comumente utilizada como um parâmetro de tensão proposta pelo SolidWorks

Simulation.

Dessa forma, podemos verificar se a tensão equivalente de Von-Mises é

maior, menor ou igual a tensão de escoamento do material, ou seja:

Tensão de Von-Mises =

É importante ressaltar que a tensão de Von Mises independe do Sistema

de coordenadas.

Para um projeto seguro, devemos manter a tensão de Von Mises abaixo

do limite da tensão de escoamento.

22

Para verificar o nível de segurança do nosso projeto (quão longe

estamos da tensão de escoamento) se costuma utilizar o quociente entre

tensão de escoamento e tensão de Von Mises, originando um coeficiente de

segurança.

23

Em geral, o objetivo da análise é determinar a resposta de um sistema

submetido a algum tipo de carga.

Observe abaixo, exemplo de uma Plotagem de Fator de Segurança

(FOS).

24

Conclusão

Com o término deste capítulo de Introdução, acreditamos que você

esteja capacitado a prosseguir com o treinamento do SolidWorks Simulation.

A partir de agora, com o embasamento técnico visto neste capítulo de

Introdução em conjunto com o conhecimento teórico que você possui, você

está apto a aplicar estes conceitos em situações que serão propostas durante o

treinamento e situações de seu cotidiano.

O foco de uma ferramenta de simulação é efetuar a resolução de

maneira rápida em problemas de projetos ou realizar a verificação de um

projeto existente. Para isso, além de estar preparado com todos os coneceitos

de mecânica e Resistências dos materiais, para utilizar uma ferramenta de

Elementos Finitos, você precisa conhecer a linguagem técnica existente, além

de dominar as ferramentas que o software oferece aos usuários.

Com este treinamento, você estará capacitado tecnicamente para

conhecer mais ferramentas disponíveis no ambiente de Simulação do

SolidWorks Simulation.

Observe abaixo, os principais tópicos que foram abordados durante este

capítulo de introdução:

• Introdução ao EAD SolidWorks Simulation;

• Conhecendo o SolidWorks Simulation;

• Etapas do processo de análise;

• Sistema de Unidades;

• Limitações do software;

• Tipos de Elementos disponíveis no SolidWorks Simulation;

• Nomenclatura e Definições;

• Avaliação dos resultados;

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Sumário

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

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

Conclusão ....................................................................................................... 43

3

1. Objetivos

Este capítulo tem por objetivo apresentar e familiarizar o usuário com o

fluxo de trabalho de uma simulação estática de uma peça com o SolidWorks

Simulation. Um pequeno estudo estático de uma peça será realizado para

mostrar as principais ferramentas e praticar os comandos básicos do software

disponíveis para estudos de peças.

Recomendamos que ao realizar esta lição, preste atenção nos

comandos, eles serão utilizados basicamente em todos os estudos de Peças,

então é extremamente importante estar habituado com os mesmo e conhecer

suas funcionalidades, pois elas não estarão repetidas nas próximas lições,

partiremos do princípio que o entendimento do conceito dos comandos será

realizado conforme eles surgirão ao decorrer das lições.

Como esta lição será complementada posteriormente, caso preferir,

você pode salvar a peça trabalhada durante esta lição como "Lição 01", e

realizar uma cópia da peça, apenas para você ter armazenada em seu

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

• Localizar e aplicar os comandos do SolidWorks Simulation;

• Conhecer as funcionalidades dos comandos disponíveis para análises

de Peças;

• Realizar a primeira análise no SolidWorks Simulation;

4

2. Estudo de uma Peça no Simulation

No capitulo de introdução, nos certificamos que o SolidWorks Simulation

está instalado corretamente e o seu suplemento está habilitado.

Abra a peça Lição 01.sldprt disponível na pasta da Lição 01. Para isto,

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

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

lições)

5

Nessa lição iremos verificar os níveis de tensão de um componente de

uma máquina de lavar. A peça em questão fica apoiada em um componente

bastante rígido e está parafusada em 3 pontos, como pode ser visto na

sequência. Sobre ela, é montada uma segunda peça que estará representada

aqui por uma força 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 ícone pois ainda

não iniciamos um "Estudo".

Estudo é onde colocamos todas as informações necessárias para fazer

uma análise. 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, Análise inicial, etc.)

Análise Estática, normalmente, é a única opção

disponível. Isto ocorre devido ao tipo de SolidWorks

instalado. Para quem tem apenas Estático, está

instalado SolidWorks Simulation. Neste treinamento,

não interessa os outros tipos de análise, apenas o

módulo Estático é necessário.

Para quem tem mais opções (Freqüência, Flambagem,

Térmico, etc.) está instalado o SolidWorks Simulation

Professional.

Escolher Estático.

Confirmar

8

Observar agora as mudanças no seu SolidWorks. Primeiro, ícones foram

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

momento).

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

uma análise.

Estudo

9

Para fazer uma análise de elementos finitos com o SolidWorks

Simulation, o primeiro passo após iniciar um estudo, é verificar o seu sistema

de unidades. Então, clicar em Simulation>Opções (no menu suspenso)

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

esteja selecionado. Não clicar em OK ainda. Vamos também verificar as

Plotagens que dispomos.

10

Dentro de Opções pré-determinadas

também temos Plotagem. Plotagem é

a forma como serão nos

apresentados os resultados. É muito

comum, na primeira utilização do

SolidWorks Simulation, não haver

plotagens disponíveis (Plotagem1,

Plotagem2 e Plotagem3) conforme

imagem ao lado.

Caso você tenha as plotagens mostradas na imagem acima, não

execute o próximo passo (Acrescentar Plotagens). Mas, caso você não tenha,

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

próximo passo.

Lembre-se que estamos interessados

apenas no Resultados do estudo

estático.

Demais resultados (freqüência,

térmico, etc.) devem ser ignorados.

Clicar sobre Resultados do

estudo estático, com o botão

direito do mouse.

Selecionar a opção Adicionar

nova plumagem.

11

Em Tipo de resultado, selecionar Tensão Nodal.

Em Componente de resultado, selecionar VON:

tensão de Von Mises

Com este procedimento, estamos definindo a forma como veremos os

resultados da analise de tensão.

Repetir o procedimento para acrescentar plotagens



direito do mouse.


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.



direito do mouse.


nova plotagem.

Em Tipo de resultado, selecionar

Deformação do elemento.

Em Componente de resultado, selecionar

ESTRN: Deformação equivalente

Acrescentaremos somente 3 plotagens, as quais serão Padrão, ou seja,

aparecerão em todas as analises estáticas. Ao final desta lição, 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 botão direito do

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

Observação

Observar que, caso já tenha sido aplicado um material a

peça, com o SolidWorks, o SolidWorks Simulation utiliza

este material (porém pode ser trocado conforme

necessidade).

Identificamos se um material já foi aplicado através do

ícone

14

O procedimento para acrescentar material dentro do SolidWorks

Simulation é 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 área

de trabalho.

Observações:

Podemos acrescentar nossos próprios materiais a lista de materiais. As

Propriedades em vermelho são de preenchimento obrigatório, pois são

necessárias para executar o cálculo.

As propriedades em azul podem ser necessárias para tipos de cargas

específicas.

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

imagem abaixo. Caso contrário, repetir o procedimento anterior.

15

Não é possível fazer a analise, sem um material aplicado. Caso você

executar a análise sem um material aplicado, a seguinte mensagem será

mostrada:

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

Conforme a imagem ao lado, o próximo passo

seria Conexões.

Porém, conexões são aplicadas somente a

conjuntos, ou quando temos duas ou mais

peças/corpos, e precisamos informar ao

SolidWorks Simulation como estes interagem

entre si.

Como temos somente uma peça/corpo,

Conexões não é aplicado.

Vamos então para o próximo passo, Acessórios de fixação.

16

Toda a peça a ser analisada precisa estar fixada,

representando a forma como esta peça está ligada a

outra, em uma montagem (ou simplesmente apoiada

sobre uma mesa).

Para ativar fixações, clicar sobre Acessórios de fixação com o botão

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

abaixo.

17

Na barra de ferramentas, também temos um ícone para acrescentar

fixações, conforme imagem abaixo. Geometria fixa pode ser selecionada

conforme você achar conveniente.

Selecionar as faces da peça, conforme indicado abaixo. Seis faces serão

selecionadas.

18

Ao aplicar Geometria fixa, estamos

informando ao SolidWorks Simulation

que, as faces selecionadas não se

deslocam em X, Y e Z.

Observar o símbolo aplicado a face. Ele

é utilizado para informar que não há

translação e rotação, das faces

selecionadas.

Observar este ícone, no momento de aplicar o comando Geometria

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

Clicar em para confirmar.

Ao confirmar, um ícone é acrescentado a Acessórios

de fixação.

Caso houver necessidade de fazer alguma

modificação, podemos selecionar o ícone

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

clicar em Editar definição...

19

Vamos ver agora outros tipos de fixações.

Ao lado, temos as fixações (Padrões e

Avançadas), faltando apenas Imóvel (Padrão,

porém, esta opção não está disponível para

sólidos).

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Restringe todos os graus de liberdade translacionais e

rotacionais.

Restringe todos os graus de liberdade translacionais.

Disponível apenas para cascas e vigas.

Face restringida pode deslizar e expandir, porém não

pode se deslocar no sentido normal a face selecionada.

Face selecionada pode girar sobre seu eixo, porém faces

selecionadas não expandem.

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

geometria.

21

Usado em faces que rotacionam sobre um eixo.

Usar essa opção para restringir faces, eixos e

pontos em uma (ou mais) direções.

Restringe as faces selecionadas em três direções

(conforme necessidade).

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

selecionada em 3 direções.

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

em 3 direções.

O próximo passo é acrescentar Cargas externas

(forças).

22

Clicar sobre Cargas externas com o

botão direito do mouse e selecionar

Força.

Na barra de ferramentas, também temos um ícone para Força, conforme

imagem abaixo. Força pode ser selecionada conforme você achar

conveniente.

23

Selecionar as 3 faces indicadas na imagem abaixo.

A força aplicada é de 9500 N por face .


24

Ao confirmar, forças são aplicadas sobre as faces, conforme indica

imagem abaixo.

O próximo passo é Malha.

Dentro de Malhar vamos configurar a forma como

esta será gerada sobre o modelo.

25

Clicar com o botão direito do mouse sobre malha e selecionar a opção

Criar Malha.

Na barra de ferramentas, também temos um ícone para Criar Malha,

conforme imagem abaixo. Criar Malha pode ser selecionada conforme você

achar conveniente.

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

(Marcar Parâmetros de Malha).

26

Use o controle deslizante para alterar o tamanho e a

tolerância do elemento global. A posição mais à

esquerda (Grossa) define o tamanho do elemento

global como duas vezes o tamanho predeterminado.

A posição mais à direita(Fina) define o tamanho do

elemento global como metade do tamanho

predeterminado.

Ao deslocar o Ceder, o tamanho geral é modificado.

27

Unidade de medida previamente configurada

Disponível somente para malha com base em curvatura. O tamanho de elemento máximo é usado para os limites com a curvatura mais baixa.

Disponível somente para malha com base em curvatura. O tamanho mínimo de elemento é usado para os limites com a curvatura mais alta. Numero mínimo de

elementos em um círculo

Disponível somente para malha com base em curvatura. Especifica a taxa de crescimento do elemento global, começando nas regiões de alta curvatura, em todas as direções.

Ativa o esquema de geração de malha de Voronoi-Delaunay para as operações subsequentes de geração de malha.

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

28

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

mensagem mostra o progresso da geração da malha.

Disponível somente para malhas de alta qualidade. Define o número de pontos de integração que devem ser usados na verificação do nível de distorção de elementos tetraédricos. Você pode basear a verificação Jacobiana em 4, 16, 29 pontos Gaussianos ou Nos nós.

Especifica 4 nós de canto para cada elemento sólido e 3 nós de canto para cada elemento de casca. A malha de qualidade Rascunho é recomendada para uma avaliação rápida, e a opção predeterminada, Alta qualidade, para os resultados finais.

29

Ao finalizar, teremos a malha, conforme imagem abaixo.

Clicar em Executar estudo para iniciar os cálculos do estudo. O ícone

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

30

Observar que a escala de distorção é de 2768.49. Isto ocorre por que a

tensão é muito baixa (limite de escoamento do material é 620 MPa.

Informações sobre o estudo. Observar a escala de distorção.

Plotagens configuradas no início da lição.

Plotagem selecionada (Tensão).

31

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

Resultados.

Deformação: Para selecionar Deformação, duplo clique sobre este, nos

Resultados.

32

Agora, duplo clique sobre Tensão para

verificarmos algumas opções.

As opções iremos analisar (conforme ordem) são: Editar definição,

Opções de diagrama e Configurações.

Clicar sobre Tensão com o

botão direito do mouse e

selecionar Editar definição...,

conforme imagem ao lado.

33

Componente . Selecione um componente de tensão para a plotagem. As direções se baseiam na geometria de referência selecionada.

Unidades . Selecione as unidades da plotagem de tensão.

Exibir como plotagem de tensor. Disponível somente com tensão de Von Mises (VON). As três tensões principais em nós ou em centros de elementos são exibidas.

Valores do nó. Gera plotagens de tensão do nó. A interpolação linear é usada, normalmente gerando uma plotagem suave.

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

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

Automático. Exibe o

Fator de escala predeterminado que o programa usa para dimensionar a distorção máxima como 10% da maior dimensão da menor caixa que envolve o modelo.

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

Definido pelo usuário. Permite que você insira seu próprio Fator de escala . Na maioria dos casos, um fator de escala maior ajuda a visualizar bem a deflexão.

34

Clicar sobre Tensão com o botão

direito do mouse e selecionar

Opções de diagrama..., conforme

imagem ao lado

35

Exibir anotação mín.. Ativa/desativa a exibição da anotação do valor mínimo da plotagem.

Exibir anotação máx. Ativa/desativa a exibição da anotação do valor máximo da plotagem.

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

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

Exibir intervalo Mín./Máx. somente em peças exibidas. Se marcado, o programa exibe os valores mínimo e máximo da plotagem somente nas partes exibidas.

Automático. Se marcado, escolhe automaticamente

os valores mínimo (Mín)

e máximo (Máx) do diagrama.

Definido. Se marcado, você especifica os valores

mínimo (Mín) e máximo

(Máx) do diagrama.

Posições predefinidas. Define a posição do diagrama em uma posição predefinida.

Horizontal da esquerda .Especifique a distância horizontal a partir da esquerda da área de gráficos como uma percentagem da largura da janela.

Vertical do topo . Especifique a distância vertical do topo da área de gráficos como uma percentagem da altura da janela.

Largura . Controla a espessura do diagrama. Opões disponíveis: Grossa, Normal e Fina.

Formato de número . Controla a exibição dos valores numéricos no diagrama. Formatos disponíveis: científico, flutuante e geral.

Numero de casas decimais . Define o número de casas

decimais a serem exibidas no diagrama. Você pode especificar até 16 casas decimais a serem exibidas em um diagrama.

36

Valor predeterminado

. Usa o mapa de cores predeterminado na plotagem.

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

Tons de cinza

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

Definido pelo usuário. Define até 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 número de cores de base que você selecionar aqui for igual ao número de cores do diagrama, somente as cores selecionadas serão usadas. Em outras palavras, não há sombras ou interpolação de cor.

Inverter. Inverte o mapeamento de cor.

Numero de cores do

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

Especificar cor para valores acima do limite. Selecione para definir todos os valores de tensão acima do limite a uma cor selecionada. Clique em Editar cor para alterar a cor. Disponível somente em plotagens de tensão de Von Mises de peças de corpo único com limite de escoamento definido.

37

Clicar sobre Tensão com o botão


Configurações..., conforme

imagem ao lado

38

O PropertyManager de Configurações permite que você controle a

exibição da plotagem de demarcação, a exibição do contorno do modelo e a

exibição 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.

Contínua. Usa contornos preenchidos com cores com sombreamento liso.

Opções de limite

Nenhum. Desativa a exibição do limite do modelo.

Modelo. Exibe as arestas de limite do modelo.

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

Opções de plotagem deformada.

Sobrepor modelo na forma deformada. Se marcado, exibe a forma não deformada do modelo sobre a forma deformada usando as seguintes configurações:

Translúcido (uma só cor). Permite que você selecione uma cor e defina o nível de transparência do modelo.

Translúcido (cores de peça). Permite que você define o nível de transparência do modelo. Serão usadas cores de peça.

39

Abaixo, exemplo de Configurações onde Opções de demarcação é

Continua e Opções de limite é Malha.

40

Agora, vamos conhecer uma ferramenta disponível para medir Tensões

em um determinado ponto.

Clicar sobre Tensão, com o botão

direito do mouse, e selecionar a

opção Sonda.

A função Sonda permite que você

investigue uma plotagem e veja os

valores das quantidades plotadas

em nós definidos ou centros de

elementos. Quando você sonda

uma plotagem de malha, o software

exibe o número do nó ou elemento

e as coordenadas globais do

nó. Quando você sonda uma

plotagem de resultados, o software

exibe o número do nó ou elemento,

o valor do resultado plotado e as

coordenadas globais do nó ou

centro do elemento. Por exemplo,

em uma plotagem de tensão de nó,

são exibidos o número do nó, o

valor de tensão e as coordenadas

globais x, y, e z.

41

Clicar em (um ou) vários pontos da peça (usar a imagem abaixo como

referencia). Observar os valores para cada nós selecionado.

42

Após selecionar vários pontos, podemos criar uma

Plotagem, em forma de gráfico, conforme imagem

abaixo.

Salve e feche o arquivo.

Observe que com esta ferramenta, você pode verificar a variação da Tensão/deslocamento/deformação ao longo da seleção, ou descobrir os valores destas grandezas em regiões específicas da peça, onde você desconfia que esteja submetida a maiores carregamentos, ou onde já sabe que está ocorrendo problemas, como quebra por cisalhamento, trincas, etc.

43

Conclusão

Com o término desta lição, introduzimos o conceito de análise do


A partir de agora, com todas as informações do capítulo de Introdução

em conjunto com a prática realizada nesta lição, você já tem condições de

aplicar e conhecer mais ferramentas disponíveis no ambiente de Simulação do


É importante ressaltar a importância de todos os conceitos citados até o

momento estarem completamente compreendidos por parte dos usuários, para

o possível entendimento das análises dos próximos capítulos e para a

completa capacitação no uso da ferramenta.

Este é o momento para aqueles que ainda não estão seguros em

relação à todos os conceitos fundamentais de mecânica, parar, e revisar os

conteúdos onde tem dificuldade, para relembrar as teorias fundamentais dos

materiais e da mecânica em geral.

Observe abaixo o que foi realizado nesta Lição.



de Peças;

• Realizar a primeira análise no SolidWorks Simulation;

44

Na próxima lição, iremos continuar trabalhando com a mesma peça

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

funcionalidades e comandos específicos do software para Peças utilizando

elementos sólidos, bem como apresentar métodos distintos de construção,

edição e execução de estudos.

Na sequência abaixo, principais tópicos que serão trabalhados na

próxima Lição:



de Peças;

• Criar outros tipos de Plotagem;

45

• Duplicar um Estudo;

• Fazer modificações em um Estudo;

• Conhecer outros tipos de fixação;

2

Sumário

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

2. Conhecendo recursos do SolidWorks Simulation para Peças ....................... 4

Conclusão ....................................................................................................... 20

3

1. Objetivos

Este capítulo tem por objetivo apresentar e familiarizar o usuário com o

fluxo de trabalho de uma simulação estática de uma peça com o SolidWorks

Simulation. Um pequeno estudo estático de uma peça será realizado para

mostrar as principais ferramentas e praticar os comandos básicos do software

disponíveis para estudos de peças.

Como esta lição é o complemento do que foi realizado anteriormente,

caso preferir, ao término desta lição você pode salvar a peça trabalhada

durante esta lição como "Lição 02" .



de Peças;





4

2. Conhecendo recursos do SolidWorks Simulation para Peças

Nesta lição, vamos continuar trabalhando com a peça da lição anterior,

denominada Lição 01.

Iniciaremos abrindo o arquivo Lição 01.

5

No arquivo Lição 01, contém o Estudo 1, o qual estávamos trabalhando

na lição anterior. Não trabalharemos com o Estudo 1, mas sim, vamos duplicá-

lo e continuar a partir deste ponto.

Para duplicar um estudo, clicar sobre o

Estudo 1 com o botão direito do mouse e

escolher a opção Duplicar.

Nomear o Estudo, Estudo 2. A

configuração a ser utilizada permanece

Default (não temos outra configuração

para escolher).


6

Ao confirmar, temos o Estudo 2.

7

Neste novo estudo, a primeira modificação que faremos é excluir o

Acessório de fixação já existente, para em seguida, acrescentar outros, e

verificar como a escolha de uma fixação modifica o resultado da nossa análise.

Clicar sobre Fixo-1, com o botão direito do

mouse, e selecionar a opção Excluir...

Confirmar clicando em Sim.

Agora, vamos acrescentar um novo tipo de fixação.

Clicar sobre Acessórios de fixação

com o botão direito do mouse e

selecionar a opção

Rolagem/Deslizamento...

8

Selecionar as faces indicadas, conforme a imagem abaixo.

Ao aplicar Rolagem/Deslizamento, o deslocamento no sentido Z foi

cancelado, porém ainda temos deslocamento em X e Y (para esta peça) .


Observar o ícone Rolagem/Deslizamento-1,

acrescentado aos Acessórios de fixação, na

esquerda.

9

Agora, vamos cancelar o

deslocamento em X e Y.



selecionar a opção Articulação fixa...

Com Articulação Fixa, selecionar as 3 faces indicadas abaixo.

10


Em um primeiro momento, Geometria Fixa e

Rolagem/Deslizamento + Articulação fixa,

podem apresentar o mesmo resultado, o

cancelamento do deslocamento em X, Y e Z,

porém existe uma diferença significativa,

Rolagem/Deslizamento + Articulação fixa

permite a expansão da geometria, enquanto que

Geometria fixa não permite as faces selecionas

expandir.

Para facilitar a compreensão, poderíamos dizer que, com Geometria

Fixa, as faces selecionadas ficam "soldadas" e não se modificam.

Com Rolagem/Deslizamento a face fica apoiada sobre uma superfície

dura e para Articulação fixa, temos pinos nos furos. Os pinos impedem o

deslocamento da peça, mas não impedem a face do furo de expandir/contrair.

Clicar em Executar estudo para iniciar a analise. O ícone pode ser

encontrado na barra de ferramentas, conforme imagem abaixo.

11

Após executar o estudo, vamos comparar os resultados

Com Geometria Fixa

Rolagem/Deslizamento + Articulação

fixa

12

Plotagens:

Ao clicar sobre Resultados com o

botão direito do mouse, temos

outros tipos de plotagem, tais

como: Fator de Segurança,

Percepção do projeto,

Verificação de fadiga, etc.

Vamos selecionar a opção

Para definir a Plotagem de Fator

de Segurança, devemos seguir 3

etapas:

Na primeira etapa, precisamos escolher qual critério

vamos utilizar, para definir o Fator de segurança.

Vamos selecionar Tensão de von Mises máxima.

13

Conforme a formula, devemos dividir 37.8 MPa (tensão

máxima) por 620.4 MPa (limite de escoamento), e este valor

deve ser menor que 1.

Neste caso, 0.061

14

Porém, vamos seguir para a próxima etapa, clicando em .

Nesta etapa, temos Limite de escoamento

marcado, porém podemos escolher resistência

máxima ou definir um valor.

Fator de multiplicação, permite modificar o valor

do limite de escoamento, através de um valor de

multiplicação.

Clicar em para seguir para a próxima etapa.

Podemos escolher entre Distribuição do fator de

segurança e Áreas abaixo do fator de segurança.

Vamos manter Distribuição do fator de segurança

e clicar em para confirmar.

15

Ao confirmar, temos a Distribuição do fator de segurança, onde o fator

de segurança mínimo é aproximadamente 16.

16

Agora vamos verificar a

percepção do projeto.

Clicar sobre Resultados com o

botão direito do mouse, e

selecionar a opção Definir

plotagem de percepção do

projeto...

A plotagem de percepção do

projeto mostra as regiões do

modelo que suportam as cargas

de maneira mais eficiente.

Alguns usuários podem

reconhecer esse gráfico como

plotagem de "caminho de

carga". Você pode usar essa

informação para reduzir o

material no modelo.

17

Você pode sobrepor uma plotagem de percepção do projeto ao seu

modelo enquanto edita os recursos de geometria.

18

Observar que, de acordo com a percepção do projeto, o volume do elemento é

18.02%.

O mais carregado. Quando o controle deslizante

está ajustado em O mais carregado, as partes do

modelo que suportam a maior carga são plotadas

em azul. Normalmente, elas constituem apenas uma

pequena parte do modelo. As áreas translúcidas da

plotagem indicam os limites do modelo original.

Tudas. O modelo inteiro é plotado em azul

O ideal é ajustar o controle deslizante para plotar

um caminho contínuo entre as cargas e as

restrições. Isso fornece informações sobre as áreas

que suportam cargas com mais eficiência. Você

talvez consiga remover material nas áreas

translúcidas da plotagem.

A plotagem de percepção do projeto não sugere

onde adicionar material. Você pode deduzir essas

informação da plotagem, mas não é essa a

intenção. Essas plotagens são mais eficazes

quando você analisa o maior modelo prático e

remove material para otimizar o volume.

19

Exemplo de percepção de projeto

Modelo original

mostrando cargas

(rosa) e restrições

(verde)

Plotagem de percepção

do projeto com um

caminho contínuo entre

as cargas e restrições

Modelo após material

ser removido

manualmente das

regiões que não

sustentavam uma parte

grande da carga


Salve o arquivo como Lição 02 em seu computador.

20

Conclusão

Com o término desta lição, praticamos e conhecemos novos comandos

disponíveis para análises de Peças com o SolidWorks Simulation.

A partir de agora, com o embasamento teórico visto no capítulo de

Introdução em conjunto com a prática realizada nestas duas lições iniciais,

você tem condições de aplicar e conhecer mais ferramentas disponíveis no

ambiente de Simulação do SolidWorks Simulation.

Nos próximos capítulos deste treinamento, novos tipos de modelos

serão analisados e será necessário a aplicação de novas funcionalidades não

discutidas nestas lições iniciais.

Por este motivo principalmente, recomendamos que verifique os

comandos utilizados até o momento, e analise possíveis dúvidas de utilização

dos mesmos.

Recomendamos que leia com atenção os tópicos de explicação

detalhada dos Property Managers de todos os comandos vistos na lição para

que seja mais fácil a sua percepção de novas funcionalidades e o

entendimento dos mesmos.

Observe abaixo, os principais tópicos que foram trabalhados durante

esta Lição:



de Peças;





21

Na próxima lição, iremos introduzir ao usuário os conceitos básicos

referentes à construção de Malhas de elementos sólidos no SolidWorks

Simulation, criação de malha Local para criar refinos de malha em regiões

específicas do modelo a ser analisado, com o principal objetivo de familiarizar

os usuários com estas novas funcionalidades bem como apresentar métodos

distintos de construção, edição de estudos.


próxima Lição:

• Trabalhar com malhas;

22

• Trabalhar com controle de malhas;

23

• Múltiplos estudos no Simulation;

Malha média

Malha fina

Malha média com

controle de malha.

24

• Aplicação de refinos locais de malha;

25


2

Sumário

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

2. Conhecendo recursos de malha do SolidWorks Simulation .......................... 4

3. Estudo Peça Apoio ...................................................................................... 27

Conclusão ....................................................................................................... 38

3

1. Objetivos

Este capítulo tem por objetivo apresentar e familiarizar o usuário com a

parte da construção da malha, a qual trata-se da discretização matemática do

modelo CAD para o SolidWorks Simulation.

Um pequeno estudo estático de uma peça será realizado para mostrar

as funcionalidades da Malha dentro do Simulation, mostrando as principais

ferramentas e os comandos básicos do software disponíveis para estudos de

peças. Após o término desta análise, mais um exemplo de peça será utilizado e

então algumas comparações em relação às configurações da malha, como por

exemplo, o tamanho do elemento, serão comparadas.

Abaixo, principais tópicos que serão abordados nesta lição.





4

2. Conhecendo recursos de malha do SolidWorks Simulation

Abrir a peça chamada Suporte (localizada na Lição 02).

5

Na aba

Simulation,

selecionar o

ícone Novo

estudo,

conforme

imagem ao lado.

Vamos chamar

este estudo de

Estudo 1

Clicar em

para confirmar.

6

Ao confirmar, o Estudo 1 é acrescentado.

O objetivo desta lição é mostrar a influência do tamanho dos elementos

da malha na qualidade dos resultados, pois o tamanho dos elementos na

malha tem uma grande influência na qualidade dos resultados. Quanto

menor o tamanho do elemento, melhor tende a ser a resposta. Porém, alterar o

tamanho global do elemento faz com que toda a malha tenha seu tamanho

alterado.

Esta abordagem, apesar de mais cômoda, tem a inconveniência de

gerar análises muito pesadas computacionalmente. A alternativa seria trabalhar

com um tamanho de elemento não muito pequeno na maior parte da peça e

fazer refinos locais na malha em regiões com menores áreas. Dessa maneira,

consegue-se um equilíbrio entre qualidade e tempo de cálculo.

7

Conforme aprendemos na Lição 01, o

primeiro passo, com Simulation, é aplicar

o material.

Clicar sobre Suporte com o botão direito

do mouse, conforme imagem ao lado, e

selecionar a opção Aplicar/editar

material...

Selecionar Liga de aço.

Clicar em Aplicar, para aplicar o material e em seguida Fechar, para

retornar à área de trabalho do Simulation.

8

Vamos agora acrescentar uma fixação.

Clicar sobre Acessórios de fixação com o botão direito do mouse, e

selecionar Geometria fixa.

9

Agora, precisamos selecionar as regiões onde o modelo estará fixado.

Selecionar as faces

indicadas na imagem

ao lado.

Clicar sobre para

confirmar

10

Para aplicar a força, clicar sobre Cargas externas com o botão direito do

mouse e selecionar a opção força, conforme imagem abaixo.

11

Agora, precisamos selecionar a região onde a carga estará aplicada ao

modelo.

Selecionar a

face indicada

na imagem ao

lado.

O valor da força

é 500 N.

Clicar sobre

para confirmar

12

A próxima etapa da análise, é a representação matemática do modelo

CAD, através da malha.

Selecionar Malha com o botão direito

do mouse, e selecionar a opção Criar

malha...

Na Lição 1, ao criar uma malha,

utilizamos a opção padrão: Malha

com base em curvatura.

Nesta lição, vamos utilizar a opção

Malha padrão.

13

Malha padrão: Ativa o esquema de geração de malha de Voronoi-Delaunay para as operações subseqüentes de geração de malha.

Tamanho global: Disponível somente para malha padrão. Define o tamanho de elemento médio global. O software sugere um valor padrão com base no volume do modelo e na área da superfície.

Tolerância: Disponível somente para malha padrão. Define o valor da tolerância. A tolerância predeterminada é 5% do tamanho do elemento global. Se a distância entre dois nós for menor do que este valor, os nós são mesclados, a menos que seja especificado de outra forma pelas condições de contato. A tolerância não deve exceder 30% do tamanho do elemento.

Disponível somente para malha padrão. Quando marcada, o programa aplica controles de malha automaticamente a pequenos recursos, furos, filetes e outros detalhes finos do modelo. Desmarque Transição automática antes de gerar a malha de modelos grandes com muitos recursos e detalhes pequenos, para evitar a geração de um grande número de elementos. Veja o exemplo abaixo.

14

Vamos utilizar os valores padrões, porém vamos utilizar 16 pontos

Jacobianos

Disponível somente para malhas de alta qualidade.

Define o número de pontos de integração que devem

ser utilizados na verificação do nível de distorção de

elementos tetraédricos. Você pode basear a

verificação Jacobiana em 4, 16, 29 pontos

Gaussianos ou Nos nós.

15


Agora, vamos observar a

malha.

Quando trabalhando com

malha de qualidade alta, o

número recomendado de

elementos de malha é 3~4 na

espessura.

Quando trabalhando com

malha de qualidade baixa, o

número de elementos de malha

é 5~6 na espessura.

A malha ao lado não atende a

recomendação acima.

Então, vamos modificar os

valores da malha, para

melhorar a qualidade.

Selecionar Malha com o botão

direito do mouse, e selecionar a

opção Criar malha.

16

Deslocar controle

deslizante para a direita.

Clicar em para

confirmar.

Observar a malha acima.

Agora atendemos a recomendação de 3~4 elementos de malha na

espessura da peça. Porém, temos um número muito elevado de elementos, o

que pode aumentar consideravelmente o tempo de processamento da análise.

Clicando sobre a malha com o botão direito do mouse, temos acesso a

Detalhes..., conforme imagem abaixo.

Na caixa de diálogo Malha Detalhes, podemos observar que o total de

nós é: 82579 e o Total de elementos é: 52702.

18

Porém, não há necessidade de

analisar detalhadamente toda a

peça, pois sabemos que a

região selecionada, ao lado,

tem maior tensão, quando

aplicando a força no braço.

Então, ao invés de fazer a

análise com uma malha

extremamente fina, podemos

refinar (controle de malha)

somente a região com

concentração de tensão.

Observar que neste exemplo, já

sabemos onde ocorre a

concentração de tensão.

Quando isto não ocorre,

podemos fazer uma primeira

análise com uma malha grossa,

e colocar o controle de malha

após.

19

Para colocar um controle de malha,

clicar sobre malha com o botão


Aplicar controle de malha...

20

Selecionar as faces indicadas na imagem abaixo. Manteremos os

valores padrões. Clicar em para confirmar.

21

Como fizemos uma modificação que afeta a malha, esta precisa

ser refeita.

Tamanho do elemento. Define o tamanho

do elemento em entidades geométricas selecionadas.

Razão . Define a taxa (proporção) entre o tamanho do elemento em uma camada em relação ao tamanho do elemento na camada.

22



malha...

Deslocar o controle deslizante para o

meio. Clicar em para confirmar.

23

Clicando com o botão direito do mouse sobre Malha, e selecionado

Detalhes... podemos observar que temos agora 22709 nós e 13870 elementos.

também, visualmente, podemos observar que a malha é menor, nos raios,

onde aplicamos o controle de malha.

Clicar sobre Executar estudo, para executar a análise.

24

Abaixo, os resultados da tensão.

25

Vamos comparar agora a peça acima analisada com 3 tipos de malha.

Malha média

Malha fina

Malha média com

controle de malha.

Conforme os gráficos, a diferença entre malha fina e malha média com

controle de malha é insignificante, porém o tempo de processamento pode ser

significativo.

Você pode alterar a malha como achar conveniente, e fazer executar

vários estudos com vários tipos de malha, para compreender de que forma

uma malha modifica os resultados da analise.

Observar que, apesar de mencionar tempo de analise, para essa peça,

esse tempo não é tão grande assim. Mas ele esta sendo mencionado para

prepará-lo para os problemas do dia a dia.

26

Agora, vamos observar os três valores de tensão. Qual dos três valores

estão corretos?

A resposta depende do nosso objetivo, ao fazer a análise (para esta

lição, não estabelecemos um objetivo, no início da análise). Nosso objetivo

pode ser "Verificar se peça está dentro do fator de segurança mínimo do

projeto", e então qualquer um dos três valores nos mostra que estamos

significativamente dentro do fator de segurança (FOS =7,41).

Se o objetivo da análise for "descobrir tensões nos raios", a análise com

Malha média com controle de malha, nos retorna valores mais precisos sobre o

comportamento das tensões, na região com controle de malha (os raios).

No dia a dia, teremos que estabelecer objetivos, antes de cada análise,

e com estes objetivos em vista, escolher o melhor tipo de malha e

consequentemente, o resultado.

27

3. Estudo Peça Apoio

Agora, vamos abrir a peça chamada Apoio, e criar um Novo estudo

(Estático), conforme imagem abaixo. Vamos chamar este estudo de Malha

Grossa.

Aplicar um material, ASTM A36 Aço.

28

Aplique uma Força sobre a Face indicada na figura abaixo, Força

Normal, valor da Força 215000N.

Aplique um Acessório de Fixação, selecionando a Face da peça

destacada abaixo, utilize Geometria Fixa.

29

Agora, precisamos criar a malha da nossa peça.



malha...

Deslocar o controle deslizante para a

esquerda. Clicar em para

confirmar.

30

Agora, vamos duplicar o estudo e verificar diferentes métodos de criação

de malha.

Clicar sobre o estudo Malha Grossa


selecionar Duplicar.

Vamos chamar este estudo Malha

Média.

31

Edite a malha padrão da peça.



malha...

Deslocar o controle deslizante para o

meio. Clicar em para confirmar.

32

Duplique novamente um estudo do Simulation.

Clicar sobre o estudo Malha

Média com o botão direito do

mouse e selecionar Duplicar.

Vamos chamar este estudo

Malha Fina.

33

Edite a malha padrão da peça.



malha...

Deslocar o controle deslizante para a

direita. Clicar em para confirmar.

Podemos executar todos os estudos simultaneamente. Para isso, clicar

em Executar todos os estudos, conforme imagem abaixo.

34

Todas as análises serão executas ao mesmo tempo,

independentemente do número de estudos.

Abaixo, o estudo Malha Grossa, com a opção Resultado deformado

ativada.

35

Vamos comparar agora os três resultados de tensão.

Malha Grossa

Malha Média

Malha Fina

A diferença entre Malha Grossa e Malha Média é de 10,30%, e a

diferença entre Malha Média para Malha Fina é de 1,05%

36

Vamos comparar agora os três resultados de deslocamento.

Malha Grossa

Malha Média

Malha Fina

A diferença entre Malha Grossa e Malha Média é de 1,65%, e a

diferença entre Malha Média para Malha Fina é de 0,63%

Abaixo, uma tabela simplificada, com Tensão, Deslocamento, Número

de Nós e Número de elementos.

Tensão Deslocamento Nós Elementos

Malha

Grossa

196,311 0,04360 mm 2079 1063

Malha

Média

216,541 0,04432 mm 9527 5721

Malha Fina 218,822 0,04460 mm 80322 53798

37

Observando os resultados, podemos concluir que se o objetivo da

análise for "determinar o deslocamento da peça", Malha Grossa atende as

nossas necessidades, pois o percentual de erro em relação a Malha Fina é

extremamente pequeno; e com Malha Grossa, o tempo de processamento é

reduzido consideravelmente.

Se o objetivo for "determinar as tensões", Malha Média atende às

nossas necessidades, pois o percentual de erro em relação à Malha fina é

pequeno; e com Malha Média, o tempo de processamento é reduzido

consideravelmente.

38

Conclusão

Com o término desta lição, praticamos e conhecemos um pouco sobre

Malhas com elementos sólidos para análises de Peças com o SolidWorks

Simulation.

A partir de agora, com o embasamento teórico visto no capítulo de

Introdução em conjunto com a prática realizada nestas três lições iniciais, você

está apto a aplicar estes conceitos em situações do seu dia-a-dia para resolver

problemas de projetos ou realizar a verificação de um projeto existente, além

de estar preparado tecnicamente para conhecer mais ferramentas disponíveis

no ambiente de Simulação do SolidWorks Simulation.



discutidas nestas lições iniciais.


esta Lição:





39

Na próxima lição, trataremos de montagens, iremos verificar quais as

técnicas necessárias para uma correta análise de um conjunto, os principais

comandos necessários para a aplicação em diversos sistemas mecânicos,

onde na verdade, somente a prática do cotidiano conseguirá expor os usuários

à verdadeiros desafios com situações reais do seu dia-a-dia permitirão aos

usuários solucionar rapidamente aquele tipo de problema.



dos mesmos.

Novamente, recomendamos fortemente que antes de iniciar esta lição,

leia atentamente os tópicos de explicação detalhada dos Property Managers de

todos os comandos vistos na lição atual e nas anteriores, para que seja mais

fácil a sua percepção de novas funcionalidades e o entendimento dos mesmos.


próxima Lição:

40

• Trabalhar com montagens;

• Aplicação de materiais;

41

• Trabalhar com contatos;

42

• Refino local de malha;

2

Sumário

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

2. Montagem no SolidWorks Simulation ............................................................ 4

Conclusão ....................................................................................................... 24

3

1. Objetivos

Este capítulo tem por objetivo apresentar ao usuário os recursos

disponíveis no SolidWorks Simulation para análises de montagens, enfocando

nos principais recursos necessários para a correta elaboração de um estudo.

Trata-se de um capítulo introdutório ao ambiente de montagens, onde a

sistemática de trabalho partirá de uma pequena análise estática de uma

montagem, que será utilizada ao longo da lição para mostrar as

funcionalidades de Conexões, como os contatos funcionam, a criação da Malha

para todas as peças, refinos locais de malha, aplicação dos materiais às peças,

ou seja, mostraremos na prática qual é a maneira de trabalhar com montagens

com o SolidWorks Simulation.






4

2. Montagem no SolidWorks Simulation

Abrir a montagem chamada Conjunto, da Lição 03, conforme imagem

abaixo.

5

Criar um novo estudo estático, selecionando a opção Novo estudo,

conforme indicado abaixo.

O nome do estudo pode ser Estudo 1.

6

Observar a árvore de recursos ao lado.

Quando trabalhando com conjuntos, temos Peças e

a cada podemos aplicar um material.

Dentro de conexões temos contatos, aonde aparece

um contato global aplicado, Unidas (opção padrão).

Sobre contatos, no decorrer da lição, teremos

maiores explicações.

Vamos aplicar agora os materiais. Com Ctrl pressionado, selecionar as

duas Caixas (conforme imagem abaixo), clicar com o botão direito do mouse e

selecionar a opção Aplicar/editar material...

7

O material a ser aplicado é Aço carbono simples.

Clicar em Aplicar, para aplicar o material e em seguida, Fechar, para

retornar para a janela principal.

Observar ao lado, o material aplicado as Caixas.

Agora, vamos aplicar material a Haste e ao Eixo.

Repetir o procedimento anterior selecionando Haste

e Eixo, com Ctrl pressionado. Clicar com o botão

direito do mouse e selecionar a opção Aplicar/Editar

material...

O material a ser aplicador é .

8

Observação: Quando o material a ser

aplicado às peças é o mesmo, podemos

selecionar a opção Peças, e clicando com

o botão direito do mouse, selecionar a

opção Aplicar material a todos...

Agora, vamos conhecer e analisar as Conexões, elas não são

conhecidas até o momento, pois não houve necessidade de utilizá-la nos

exemplos utilizados até o momento.

Sabemos que as Conexões podem ser trabalhadas com Peças

multicorpos e com montagens.

Conexões é a forma como as peças interagem entre si. Devemos

sempre definir como as interações acontecem, caso contrário, SolidWorks

Simulation aplica a opção padrão Unidas.

9

Contato global. Selecione a montagem de nível superior para aplicar uma condição de contato global.

Componentes para Contato . Selecione os componentes aos quais devem ser especificadas condições de contato com outros componentes da montagem. Você pode selecionar componentes na árvore de projeto flyout do FeatureManager ou na área de gráficos com a ferramenta Filtrar corpos sólidos na barra de ferramentas Filtro de seleção.

Malha compatível. O programa cria uma malha compatível em áreas de contato iniciais. Se a malha é compatível, o programa mescla os nós coincidentes ao longo da interface comum.

Malha incompatível. O programa gera uma malha de cada componente independentemente. Se a geração de malha falhar com a opção de malha compatível, esta opção pode ajudar no êxito do processo de geração da malha. Em geral, a opção malha compatível produz resultados mais precisos em regiões unidas.

Sem penetração: Os componentes ou corpos selecionados não penetram uns nos outros durante a simulação, seja qual for sua condição de contato inicial. Por padrão, os corpos não se autopenetram se a deformação durante a simulação for suficiente para causar autointerseção. A fórmula de contato superfície-superfície é aplicada para o contato Sem penetração.

Unidas (Sem folga): Os componentes ou corpos selecionados comportam-se como se fossem soldados durante a simulação.

Permitir penetração: Os componentes ou corpos selecionados podem penetrar uns aos outros durante a simulação. Não use esta opção a menos que você tenha certeza de que as cargas não causarão interferência dos componentes. A opção Permitir penetração substitui os contatos de componente existentes. Para aplicar o contato Permitir penetração a componentes ou a uma montagem de nível superior, você precisa ter definido previamente um tipo de contato.

10

Selecionar Contato Global (Unidas) , e

com o botão direito do mouse,

selecionar a opção Editar definição...

11

Para esta montagem, podemos manter a opção Unidas (sem folga), pois

os componentes isolados abaixo são unidos (Eixo é soldado as Caixas).


12

Porém, percebemos que a Haste possui movimento, e está apoiada

sobre o eixo (não sendo unida a este). Então, para a Haste, teremos que

aplicar outro contato, do tipo Sem penetração.

Para isto, clicar sobre Conexões com o

botão direito do mouse e selecionar a opção

Conjunto de contato...

Podemos aplicar várias condições de contato para substituir a definição de

contato global pela adição do contato de componente e conjuntos de contatos

locais.

http://help.solidworks.com/2011/portuguese-brazilian/Solidworks/cworks/LegacyHelp/Simulation/Meshing_topics/Multiple_Contact_Conditions.htm

http://help.solidworks.com/2011/portuguese-brazilian/Solidworks/cworks/LegacyHelp/Simulation/Meshing_topics/Multiple_Contact_Conditions.htm

http://help.solidworks.com/2011/portuguese-brazilian/Solidworks/cworks/LegacyHelp/Simulation/Dialog_Box_Help/ID_HELP_WELDS_CONTACT.html

http://help.solidworks.com/2011/portuguese-brazilian/Solidworks/cworks/LegacyHelp/Simulation/Dialog_Box_Help/ID_HELP_WELDS_CONTACT.html

http://help.solidworks.com/2011/portuguese-brazilian/Solidworks/cworks/LegacyHelp/Simulation/Dialog_Box_Help/IDH_HELP_FIND_CONTACT_SETS.html

13

Os contatos aplicados com Conjunto de contato... podem ser aplicados a

faces, arestas e vértices específicos, determinando um comportamento

diferente de Contatos Globais, para os itens selecionados.

Estes itens selecionados se tornam contatos locais, e tem precedência

sobre contatos Globais, ou seja, a condição de contato que passa a valer é a

local e não a global.

14

Selecionar manualmente os conjuntos de contato. Selecionar pares de faces que atendem aos critérios especificados e criar conjuntos de contato.

Localizar conjuntos de contato automaticamente. Use a ferramenta de detecção automática para localizar os conjuntos de contato de faces que estão ou que não estão em contato dentro de uma determinada folga.

Visível somente quando você seleciona um contato Sem penetração.

Nó a nó. Requer malhas compatíveis para entidades do Conjunto 1 e do Conjunto 2 e permite faces somente para o Conjunto 1. Disponível somente para faces em contato. Nó-superfície. Não requer malhas compatíveis para entidades do Conj. 1 e Conj. 2.

Superfície a superfície. Não requer malhas compatíveis para entidades do Conj. 1 e Conj. 2.

Atenção!

Caso você não esteja visualizando as opções avançadas, clicar no menu suspenso Simulation>Opções>Opções predeterminadas>Malha e selecionar a opção: Exibir opções avançadas para definições de conjunto de contato.

http://help.solidworks.com/2011/portuguese-brazilian/Solidworks/cworks/LegacyHelp/Simulation/Meshing_topics/Node_to_node_contact.htm

http://help.solidworks.com/2011/portuguese-brazilian/Solidworks/cworks/LegacyHelp/Simulation/Meshing_topics/Node_to_Surface_Contact.htm

http://help.solidworks.com/2011/portuguese-brazilian/Solidworks/cworks/LegacyHelp/Simulation/Meshing_topics/Surface_to_Surface_Contact.htm

15

Na primeira Caixa de dialogo, selecionar as face indicadas (formarão o

Conj. 1).

Em seguida, clicar na segunda Caixa de dialogo....

16

... e selecionar as faces indicadas na imagem abaixo. Para esta lição,

vamos utilizar a opção Selecionar manualmente os conjuntos de contato.

Manter a opção Sem penetração e dentro de avançado, manter a opção

Superfície-Superfície


Observar dentro de Conexões, Contatos

de componente e Conjuntos de contato.

17



selecionar a opção Geometria

fixa...

Selecionar as faces indicadas na imagem abaixo.


18

Clicar sobre Cargas externas com o botão

direito do mouse e selecionar a opção

Força...

Vamos utilizar a opção Direção selecionada. Clicar primeiro sobre a face

indicada e em seguida, no Plano superior, para, através deste plano,

determinar a direção da força.

Ao lado, face

selecionada.

19

As forças são indicadas colocando valores nas

direções indicadas ao lado. Marcar a opção

Inverter direção.

Observar que a primeira direção não tem força

aplicada.

Isto resulta em:


20

Vamos aplicar um Controle de Malha

na Haste.

Clicar sobre Malha com o botão

direito do mouse e selecionar a opção

Aplicar controle de malha...

Deslocar o controle deslizante para a direita, conforme imagem abaixo e

selecionar a face indicada. Como existem forças laterais sobre a Haste, esta

deve sofrer maior tensão. Por isso, vamos aplicar um controle de malha na

Haste, e assim, obter valores mais precisos nesta região.

21


Em seguida, clicar sobre Malha com o

botão direito do mouse e selecionar a

opção Criar malha...

Vamos utilizar Malha padrão, mantendo os valores padrões do



22

Abaixo, malha aplicada sobre a peça.

Clicar sobre Executar estudo.

23

Abaixo, resultado da análise.

24

Conclusão

Com o término desta lição, apresentamos as técnicas de trabalho

necessárias para a análise de montagens com o SolidWorks Simulation.

A partir de agora, com o embasamento teórico adquirido até o momento

em conjunto com a prática adquirida com a lição atual em conjunto com a

próxima lição, você estará apto a aplicar estes conceitos em situações do seu

dia-a-dia para resolver problemas de projetos ou realizar a verificação de um

projeto existente, além disso, estará capacitado tecnicamente para conhecer

mais ferramentas disponíveis no ambiente de Simulação do SolidWorks

Simulation.



discutidas nas lições anteriores.


esta Lição:





25

Na próxima lição, iremos praticar os comandos apresentados nesta lição

para o ambiente de conjuntos mecânicos aos usuários e trabalhar os conceitos

básicos referentes à construção de Malhas de elementos sólidos para

componentes de uma montagem com o SolidWorks Simulation, criação de

malha Local para criar refinos de malha em componentes/regiões específicas

do modelo a ser analisado, com o principal objetivo de familiarizar os usuários

com estas novas funcionalidades bem como apresentar métodos distintos de

trabalho.



dos mesmos.






próxima Lição:

26


27


28

• Trabalhar conexões de Pino;

29


30


31


2

Sumário

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

2. Montagem com Conectores .......................................................................... 4

Conclusão ....................................................................................................... 34

3

1. Objetivos

Este capítulo tem por objetivo apresentar ao usuário e praticar os

recursos disponíveis no SolidWorks Simulation para análises de montagens,

enfocando nos principais recursos necessários e funcionalidades mais

específicas para que seja possível ao usuário, extrair resultados mais

específicos.

A sistemática de trabalho parte de uma análise estática de uma

montagem, que será utilizada ao longo da lição para mostrar as

funcionalidades de Conexões, como os contatos funcionam, a criação da Malha

para todas as peças, refinos locais de malha, aplicação dos materiais às peças,

além da aplicação de Conectores de Pinos realizando a verificação dos

mesmos na montagem, o quão adequado eles estão ao projeto.







4

2. Montagem com Conectores

Abrir a montagem chamada Garra Fixadora, da Lição 05, conforme

imagem abaixo.

O mecanismo está travado, em virtude de uma restrição de montagem

chamada "Movimento Bloqueado". Caso queira testar o movimento, suprimir a

restrição. Ao final do teste, retornar a supressão.

5

Em seguida, criar um novo estudo Estático chamado Exemplo 1,

conforme imagem abaixo.

6

Selecionar Peças com o botão direito do mouse, e Aplicar material a

todos...

O material aplicado é AISI 1020. Aplicar e Fechar.

7

Em seguida, Editar o Contato Global, clicando sobre ele com o botão

direito do mouse e selecionando a opção Editar definição...

8

Alteração do Tipo de contato global.

Trocar o contato Global, de Unido(Sem folga) para

Sem penetração, conforme imagem ao lado.

Como vamos avaliar Pinos, não podemos utilizar

unido, ou seja, temos que tratar o conjunto como

mecanismo de peças individuais. Abaixo, região dos

Pinos.


9

Clicar em Conexões com o botão direito do mouse e selecionar a opção

Pino...

10

O Property manager do comando Pino é aberto.

Selecione as faces/arestas

onde o pino estará inserido.

Selecione para travar a translação do pino.

Selecione para travar a rotação do pino.

Quando desmarcada a/as opções acima, informe a rigidez axial e/ou rotacional do pino.

Selecione o material do pino.

Ao habilitar Dados de resistência, você informa a área de tensão de tração do pino, a resistência do pino que pode ser igual a do material selecionado ou não, e o Fator de segurança do pino.

11

Conforme a imagem abaixo, selecionar em cada quadro, uma face do

furo. Faces devem ser concêntricas.

12

Podemos especificar Dados de resistência (área do furo 0.3165 cm^2),

material (AISI 1020) e Fator de segurança (2).

Observe que estes dados são de responsabilidade do usuário, e devem

ser inseridos corretamente caso esteja interessado em realizar a verificação

dos pinos da montagem, caso a intenção não seja verificar a segurança dos

pinos da montagem, estes dados poderão ser ignorados, ou seja, não é

obrigatório o usuário informar estes parâmetros ao software caso não queira

verificar o nível de segurança dos pinos.

13

Repetir o procedimento para o outro lado, conforme imagem abaixo.

14

Desmarcar Dados de resistência, pois não estamos interessados nos

pinos de diâmetro 3 mm.

15

Aplicar Pinos a todos os furos de 3 mm, conforme indicado na imagem

abaixo.

16

Clicar sobre Acessório de fixação com o botão direito do mouse e

selecionar Geometria fixa...

17

Vamos selecionar os raios (crista do dente) conforme imagem abaixo.

18

Abaixo, faces selecionadas.


19

Clicar sobre Cargas externas com o botão direito do mouse e selecionar

Força...

20

Colocaremos 200N para uma direção selecionada (usar plano Superior

como referencia), conforme indicado na imagem abaixo.

21

Manter o comando fixo , pois vamos utilizá-lo novamente.

Repetir o comando. Observar que, agora são duas faces selecionadas, e

que por isso, a carga é total (não mais por item). A direção da carga é invertida,

conforme imagem abaixo.

Destravar o comando .


22

Clicar sobre malha com o botão direito do mouse e selecionar Aplicar

controle de malha...

23

Aplicar um controle de malha nas faces indicadas abaixo.

Observação:

Pode ser difícil saber exatamente quais dentes são esses. Observe que

é possível identificar os dentes pelo símbolo de fixação que aparece na

imagem.

Não faz sentido dizer que uma face que definimos uma fixação é um

local de interesse dos resultados. É sabido que o local onde aplicamos uma

fixação é um local com qualidade deteriorada dos resultados.

Neste exemplo, estamos realizando o refinamento da malha apenas em

função da área destas regiões representar um tamanho muito pequeno em

relação à montagem inteira.

24

Selecionar faces nas garras superiores, também.


25

Clicar sobre Malha com o botão direito do mouse e selecionar Criar

malha..., conforme indicado na imagem abaixo.

26

Deslocar o Slider até Fina.


27

Abaixo, resultado da malha...

Executar o estudo

28

Visualize os resultados.

Resultado da análise de tensão.

Resultado do deslocamento.

29

Clicar sobre Resultados com o botão direito do mouse e selecionar Listar

força de pino/parafuso/rolamento...

30

Ao lado, em verde,

o Pino aplicado no

furo de diâmetro

6.35 mm. A cor

verde indica que o

pino foi aprovado.

Demais pinos, em

cores branco ou

cinza, não

possuem

informações

suficientes para

serem avaliados.

Isto ocorreu porque

não colocamos os

dados de

resistência,

material mais área

do pino.

31

Clicar sobre Resultados com o botão direito do mouse e selecionar

Definir plotagem de Verificação de Pino/Parafuso...


32

Uma nova plotagem é acrescentada aos Resultados.

33

Ao ativar a Verificação, podemos ver a comparação entre o fator de

segurança desejado e o obtido (FOS calculado 416.55, FOS desejado 2)

34

Conclusão

Com o término desta lição, praticamos as técnicas de trabalho

necessárias para a análise de montagens com o SolidWorks Simulation e

conhecemos novos comandos disponíveis para a verificação de Pinos do

nosso conjunto.


em conjunto com a prática realizada nestas duas lições de montagens, você

está apto a aplicar estes conceitos em situações do seu dia-a-dia para resolver

problemas de projetos ou realizar a verificação de um projeto existente, além

de estar preparado tecnicamente para conhecer mais ferramentas disponíveis

no ambiente de Simulação do SolidWorks Simulation.

Nos próximos capítulos deste treinamento, novos tipos de análises serão

analisadas, e com isso, se torna necessário o domínio do conteúdo visto até o

momento para a aplicação de novas funcionalidades não discutidas nas lições

anteriores.


esta Lição:






35

Na próxima lição, iremos conhecer novos comandos existentes no

SolidWorks Simulation, bem como trabalhar com um modelo de Chapa

metálica, onde a análise do mesmo será realizada com uma Malha com

elementos de Casca.

O principal objetivo da próxima lição, é apresentar aos usuários a

maneira de trabalhar com elementos de Casca, e familiarizá-los à estas novas

funcionalidades, bem como apresentar métodos distintos de trabalho agora

para elementos de Casca.



dos mesmos.






próxima Lição:

36

• Trabalhar com chapas;

37

• Elementos de Casca;

38

• Trabalhar com cargas remotas;

2

Sumário

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

2. Elementos de Casca ..................................................................................... 4

Conclusão ....................................................................................................... 30

3

1. Objetivos

Este capítulo tem por objetivo introduzir os conceitos básicos da

sistemática de trabalho de peças com elementos de Casca no SolidWorks

Simulation.

Um pequeno estudo estático de uma peça será realizado para mostrar

as funcionalidades específicas de Cascas e como deve ser realizada a

aplicação das ferramentas mais específicas para estes casos.

Um estudo será realizado, mostrando as principais ferramentas e os

comandos básicos do software apresentados nas lições iniciais do treinamento

para estudos de peças.





4

2. Elementos de Casca

Abrir a peça chamada Dobra, da Lição 06, conforme imagem abaixo.

5

Criar um novo estudo estático, selecionando a opção Novo estudo,

conforme indicado abaixo.


6


Quando trabalhamos com chapas, o SolidWorks

Simulation identifica estas através do ícone

.

Ao clicarmos sobre o ícone de chapa,

podemos trocar a forma como este vai

ser tratado (Tratar como sólido).

Porém, como o objetivo é trabalhar com

chapas, não faremos a troca.

7

Ao trabalharmos com chapas, o SolidWorks Simulation as identifica

automaticamente, e ao gerarmos a malhas, esta aparecerá como elemento de

casca, conforme a imagem abaixo.

Observação:

Aos usuários que trabalham com as ferramentas do SolidWorks

específicas para Chapas metálicas (Flange-base/aba, Converter em chapa

metálica, etc) a informação importante é que o software automaticamente trata

a peça como uma Casca, e utiliza a informação da espessura dos comandos

de chapa metálica.

Aos usuários que não trabalham com as ferramentas do SolidWorks

específicas para Chapas metálicas, ou seja, aqueles que modelam com

recursos de Extrusão, ou até mesmo em algumas situações onde a peça não é

uma chapa metálica, e o usuário quer tratar a peça como uma Casca (ou para

ganhar tempo de análise, pois com o elemento de Casca, os cálculos do

Simulation são mais rápidos, pois teremos menor número de elementos em

nossa análise), também é possível tratar este corpo sólido (que é reconhecido

automaticamente pelo SolidWorks Simulation como elemento sólido) como uma

8

Casca. Porém, além disso, o usuário precisará definir a Casca pela seleção de

faces, ou com uma superfície média (Superfície média - comando de

Superfícies) e definir a espessura desta ou destas superfícies.

Observe os detalhes da malha criada em seu modelo.

Utilizamos elementos de casca em

peças e montagens que contenham

corpos de espessura fina, onde gerar

uma malha com 2 a 3 elementos de

malha por espessura resultaria em

malhas extremamente pequenas ao

longo do corpo, elevando assim

consideravelmente o tempo de

analise.

Observe os detalhas da malha acima.

O total de nós é 2761 e o total de

elementos é 1304.

9

Vamos comparar agora a mesma malha, quando tratada como sólido.

10

Como a espessura da peça é 3.2 mm, foi colocado uma malha de

tamanho 1.6 (para gerar 2 elementos de malha por espessura

Com elementos sólidos,

temos um total de nós de

625.455 e um total de

elementos 388.816.

Logo o tempo de analise

aumenta consideravelmente.

11

Porém, antes de gerarmos a malha com a qual vamos trabalhar,

colocaremos o material, as fixações e as cargas.

Clicar sobre Dobra com botão direito do mouse, e selecionar a opção

Aplicar/Editar Material.

12

Selecionar AISI 1020, conforme a imagem abaixo. Aplicar e fechar.

13

Clicar sobre Acessórios de fixação com o botão direito do mouse e

selecionar a opção Geometria Fixa, conforme imagem abaixo.

14

Novas fixações para elementos de Casca.

Porém, vamos utilizar Imóvel (sem translação)

para restringir apenas o deslocamento da chapa

metálica.

15

Trocar a opção para Imóvel, e selecionar as faces indicadas abaixo.

16

Confirmar para aplicar o acessório de fixação.

Em seguida, vamos aplicar uma carga remota, porém antes, vamos

entender sua função:

Carga/massa remota... permite

simplificar uma montagem, ajudando

a reduzir o tamanho da malha.

17

Existem 3 tipos de cargas remotas:

Carga(transferência direta): aplicável se o componente

pode ser considerado mais flexível que a peça

analisada. A carga que seria aplicada a face é expressa

na forma de cargas equivalentes e momentos.

Carga/Massa(Conexão rígida):

Deslocamento(transferência direta):

18

Conforme a imagem abaixo, vamos aplicar uma Carga/Massa (conexão

rígida) a face selecionada.

A referencia é Definida pelo Usuário, onde selecionaremos o sistema de

coordenadas já existente.

Local em X = 30 mm e em Y=-10mm.

Força em Y=100N e em Z=20N.

19

Após confirmar, clicar em Malha com botão direito do mouse e

selecionar a opção Criar Malha.

Deslocar o Slider para direita (Fina). O tamanho da malha pode ser

aproximadamente 7mm.

Confirmar.

20

Abaixo a malha gerada.

Quando utilizamos elementos de casca, representamos a chapa sem

espessura, apenas por uma superfície. Para poder mostrar os resultados

calculados nas faces internas e externas das chapas, o SW Simulation

identifica elas através de cores (cinza e laranja).

21

Ao clicar em Simulation, Opções..., temos:

22

Ao determinarmos os lados (Inferior =

Laranja, Superior=Cinza), estamos

escolhendo como iremos ver os

resultados da analise.

Não há necessidade de inverter o

lado, porém, para fazê-lo, basta clicar

sobre uma face, em seguida clicar

sobre Malha com o botão

direito do mouse e em seguida,

Inverter elementos de casca.

23

Ao inverter elementos de casca, temos:

24

Executar o estudo.

25

Após executar o estudo, temos:

26

Agora precisamos considerar a forma como estamos vendo os

resultados (Superior e Inferior).

27

Como o lado que estamos vendo é o superior (Laranja), os resultados

representam a parte interna.

Para trocar de lado, clicar sobre o Resultado de Tensão com o botão

direito do mouse e editar a definição, conforme imagem abaixo.

28

Ao editar a definição, podemos trocar o sentido (Superior, Inferior,

Membrana e Dobramento).

29

Observe que como estamos trabalhando com chapa metálica, elemento

de Casca, podemos visualizar os resultados de tensão de diferentes maneira

na nossa peça.

Topo. Tensões totais (curvatura + membrana) na

face superior. Para cascas compostas, Superior

se refere à face superior da camada selecionada

em Número da camada nas Opções de

compostos.

Base. Tensões totais (curvatura + membrana) na

face inferior. Para cascas compostas, Inferior se

refere à face inferior da camada selecionada em

Número da camada nas Opções de compostos.

Membrana. Componente de tensão da

membrana.

Curvatura. Componente de tensão da curvatura.

Visualize os resultados em sua máquina selecionando Superior, Inferior,

Membrana, e Dobramento.

30

Conclusão

Com o término desta lição, conhecemos algumas das técnicas de

trabalho necessárias para a análise de Cascas com o SolidWorks Simulation.


em conjunto com a prática realizada nesta lição de Casca, você está apto a

aplicar estes conceitos em situações do seu dia-a-dia que possam envolver

este tipo de elemento, além de estar preparado tecnicamente para conhecer

mais ferramentas disponíveis no ambiente de Simulação do SolidWorks

Simulation.


esta Lição:




Na próxima lição, iremos conhecer novos comandos existentes no

SolidWorks Simulation, bem como trabalhar com um modelo de Viga, uma

estrutura metálica, onde a análise do mesmo será realizada com uma Malha

com elementos de Viga.

O principal objetivo da próxima lição, é apresentar aos usuários a

maneira de trabalhar com elementos de Casca, e familiarizá-los à estas novas

funcionalidades, bem como apresentar métodos distintos de trabalho agora

para elementos de Casca.



dos mesmos.



31




próxima Lição:

• Trabalhar com elementos de viga;

32

• Edição das Juntas;

33

• Malha de Viga;

2

Sumário

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

2. Elementos de Viga ........................................................................................ 4

Conclusão ....................................................................................................... 37

3

1. Objetivos

Este capítulo tem por objetivo introduzir os conceitos básicos da

sistemática de trabalho de estruturas metálicas, geralmente construídas como

componentes estruturais mas também podem ser modeladas com recursos de

extrusão, com elementos de Viga no SolidWorks Simulation.

Um pequeno estudo estático de uma peça construída como componente

estrutural, será realizado para mostrar as funcionalidades específicas para as

Vigas, e como deve ser realizada a aplicação das ferramentas para estas

situações.

Um estudo será realizado, mostrando as principais ferramentas e os

comandos básicos do software apresentados nas lições iniciais do treinamento

para estudos de peças.




• Malha de Viga;

4

2. Elementos de Viga

Abrir a peça chamada Quadro 587, da Lição 07, conforme imagem

abaixo.

Criar um novo estudo estático, selecionando a

opção Novo estudo, conforme indicado ao lado.

5



Quando trabalhamos com elementos de viga, o

SolidWorks Simulation identifica estas através do

ícone . Veja abaixo a observação.

6

Observação:

Do contrário, ou seja, quando trabalhamos com sólidos, para transformar o corpo sólido para elementos de viga, basta clicar com o botão direito sobre o/os corpos e selecionar a opção Tratar como Viga, conforme ilustração abaixo.

7

Ao clicarmos sobre o

ícone de viga,

podemos trocar a

forma como este vai

ser tratado (Tratar

como sólido).

Porém, como o

objetivo é trabalhar

com vigas, não

faremos a troca.

8

Ao trabalharmos com Soldagem (Componentes estruturais), o

SolidWorks Simulation as identifica automaticamente seus componentes, e ao

gerarmos a malhas, esta aparecerá como elemento de viga, conforme a

imagem abaixo.

Utilizamos elementos de viga em

peças, o tamanho da malha é

reduzido consideravelmente,

conforme imagem ao lado.

Total de nós 281. Total de elementos

274.

9

Ao trabalhar com elementos de vigas, temos

A ligação entre elementos de viga é feita através de juntas que são

editadas aqui. A ligação entre elementos de vigas e outros tipos de elementos

é feita através de contato, conforme já mostrado na lição 3.

Clicar sobre Unir Grupo e selecionar a opção Editar..., conforme a

imagem abaixo:

10

Ao editar, podemos selecionar todas as vigas a serem unidas, ou

apenas aquelas que queremos unir (Todas/Selecionadas).

Tratar como junta de folga: Utilizado para

determinar tolerância de seleção (igual a

zero/menos que).

Clicar para calcular as juntas

Lista contendo as juntas encontradas no modelo.

Ao selecionar uma junta, esta é realçada no

modelo.

11

Ao selecionar uma junta com o botão direito do mouse, todas as vigas

participantes da união são listadas, conforme a imagem abaixo. Neste

momento, podemos excluir ou acrescentar vigas, conforme a necessidade.


12

Clicar sobre Quadro 587 com botão direito do mouse, e selecionar a

opção Aplicar material a todos os corpos...

13

Selecionar AISI 1020, conforme a imagem abaixo. Aplicar e fechar.

14

Clicar sobre Acessórios de fixação com o botão direito do mouse e

selecionar a opção Geometria fixa... Selecionar as três juntas indicadas na

imagem abaixo.

Conforme indicado na imagem ao lado, podemos

apenas selecionar juntas.


15

Clicar sobre Cargas externas com o botão direito do mouse e selecionar

Força...

Dentro do comando força, podemos selecionar

Vértices, Juntas ou Vigas, conforme a imagem ao

lado. Observar que estaremos selecionando uma

viga (aplicando uma força sobre uma viga).

16

Selecionar, conforme indicado abaixo:

17

A força será aplicada em Y e Z. (Para inverter o sentido do

carregamento basta clicar em Inverter direção)

Y = - 600N

Z = - 2200N


18

Criar malha...

19

Abaixo, estrutura com malha.

Executar o estudo.

20

Abaixo, resultado de Tensão Axial e de Curvatura.

21

Abaixo, resultado de deslocamento.

Vamos agora definir gráficos para visualizar os esforços nas vigas.

22

Observe que quando estamos trabalhando com elementos de Vigas, o

SolidWorks Simulation contém plotagens específicas para estruturas metálicas.

Basta acessar com o botão direito a pasta Resultados para visualizar as

opções de plotagens disponíveis.

Selecione Definir plotagem de tensão.

23

Selecione Axial, referente às unidades, selecione a que estiver mais

habituado, neste caso, nós utilizaremos MPa.

Após definir o gráfico, clique em OK.

24

Observe que o gráfico exibe a Tensão Axial nas barras.

25

Clique com o botão direito sobre o gráfico recém criado, e selecione

Opções de diagrama.

26

Habilite as opções:

- Exibir anotação mínima;

- Exibir anotação máxima;

27

Observe na área gráfica que o Simulation exibe anotações nas regiões

de máximo e mínimo.

28

Clique novamente com o botão direito sobre Resultados e selecione

Definir plotagem de tensão.

Selecione Torcional, defina as unidades e clique em OK.

29

Repita todos os procedimentos anteriores para gerar os gráficos

conforme abaixo.

Cisalhamento direção 1.

Cisalhamento direção 2.

30

Limite superior da dobra direção 1.

Limite superior da dobra direção 2.

31

Observe que o SolidWorks Simulation permite ao usuário visualizar além

das tensões, momentos, deslocamentos e deformações nas vigas, Forças e

tensões em cada uma das vigas.

Clique com o botão direito sobre Resultados, e selecione Listar forças da

viga.

32

Selecione Forças. Observe que você pode definir em Intervalo da Viga,

qual ou quais vigas deseja analisar. Neste exemplo, podemos deixar de 1 a 10,

ou seja, todos as barras.

Clique em OK para confirmar o comando.

33

Observe que os resultados são listados em cada elemento das Vigas.

34

Arraste a barra de rolagem para a esquerda para visualizar

completamente todos os resultados disponíveis.

35

Habilite a opção Exibir somente valores extremos.

Com isso, facilita a visualização dos resultados nas Vigas, pois o que

interessa realmente é o resultado final nas Vigas.

36

Novamente, arraste a barra de rolagem para a esquerda para visualizar

completamente todos os resultados disponíveis.

Salve e feche seu arquivo.

37

Conclusão

Com o término desta lição, praticamos as técnicas de trabalho

necessárias para a análise de estruturas metálicas, com elementos de Viga no



esta Lição:



• Malha de Viga;

Este módulo do Simulation presente no SolidWorks Premium utilizado

durante o treinamento possui diversas ferramentas específicas para análises

de Montagens e Peças, sendo estas com elementos Sólidos de Vigas e

Cascas. Parte dessas funcionalidades foram apresentadas neste treinamento

introdutório, mostrando aos usuários o funcionamento da ferramenta de

simulação SolidWorks Simulation.


ao longo do treinamento em conjunto com a prática realizada nas Lições, você

está capacitado no módulo I do treinamento de Simulation, além de estar apto

a aplicar estes conceitos em situações do seu dia-a-dia para resolver

problemas em seus projetos ou ainda realizar a verificação de um projeto

existente, além de estar preparado tecnicamente para conhecer mais

ferramentas disponíveis no ambiente de Simulação do SolidWorks Simulation.

2

Sumário

I. Objetivos da Avaliação do treinamento EAD Nível I Simulation.................. 3

1. Análise de Peça – Carcaça ....................................................................... 4

2. Mancal de apoio Suspensão ...................................................................... 9

3. Análise de montagem com conectores ..................................................... 15

3

I. Objetivos da Avaliação do treinamento EAD Nível I Simulation

Nesta avaliação você irá trabalhar com as ferramentas de simulação do

SolidWorks para elaborar análises de modelos fornecidos, onde todos os

cuidados devidos para elaboração das simulações terão que ser levados em

conta, seguindo toda a lógica vista durante as lições e necessária para tal.

Faça o que for solicitado no exercício, leia atentamente a questão e

depois de prontos encaminhe os arquivos para o email [email protected] em

uma pasta compactada contendo TODOS OS ARQUIVOS DA SUA AVALIAÇÃO. Identifique-se claramente no email, para que possamos

identificá-lo rapidamente e gerar sua avaliação.

Observe abaixo quais informações deverão conter no email:

- Título do email: “Exercícios de avaliação EAD Nível I Simulation”

- Nome do aluno;

- Anexo: pasta compactada com os exercícios;

Após o aluno enviar TODOS os arquivos, inicia-se o processo para a

avaliação dos arquivos, elaboração do Laudo técnico de capacitação, e a

Liberação (se aprovado) do certificado.

mailto:[email protected]

4

1. Análise de Peça – Carcaça

Elabore uma análise para a peça fornecida abaixo, siga os

procedimentos necessários para a construção do Estudo conforme visto

durante o treinamento.

• Material Liga de Aço;

• Malha com base em curvatura;

• Aplique as forças conforme ilustração abaixo;

Força = 1200N

5

Força = 950N

6

• Aplique o Acessório de fixação conforme abaixo;

7

Ao término do Estudo, você encontrará uma Tensão máxima de

aproximadamente 26.754 MPa.

8

Abaixo resultado de Deslocamento.

9

2. Mancal de apoio Suspensão

No estudo abaixo, você irá analisar um mancal de apoio da Supensão de

uma motocicleta.

Elabore uma análise para a peça fornecida abaixo, siga os



10

• Material Aço AISI 304;

• Malha com base em curvatura;

• Aplique as forças conforme ilustração abaixo;

Força = 3000N

11

• Aplique o Acessório de fixação conforme abaixo;

12

• Crie a Malha com base em curvatura conforme abaixo;

13


aproximadamente 27 MPa.

14

Abaixo resultado de Deslocamento.

15

3. Análise de montagem com conectores

No estudo abaixo, você irá analisar uma montagem.

Elabore uma análise para a montagem fornecida abaixo, siga os



• Material Aço AISI 4340 normalizado;

• Malha padrão;

16

Adicione um Conector de parafuso conforme ilustração abaixo.

Selecione o Parafuso Padrão ou com rebaixo com porca. Selecione a aresta

circular da Aba.

17

Selecione a aresta circular da peça Tapa.

18

Defina os parâmetros do Parafuso conforme ilustração abaixo.

19

Adicione um conector de Mola. Selecione as faces planas circulares

conforme ilustração abaixo.

20

Selecione a segunda face.

21

Defina os parâmetros do Conector conforme abaixo.

22

Aplique um Conector de Pino nas faces selecionadas conforme abaixo.

23

Defina os parâmetros do conector de Pino conforme ilustração abaixo.

24

Defina um contato Sem penetração entre as Faces conforme abaixo.

Selecione a face da Aba.

25

Selecione a face da tampa.

26

Edite o contato Global da montagem para Permitir penetração.

27

Aplique uma Força na face destacada abaixo.

28

Defina os parâmetros da Força conforme ilustração abaixo.

29

Defina os parâmetros da malha conforme ilustração abaixo.

30


aproximadamente 631 MPa.

31

Abaixo resultados de Deslocamento.

apostila sw 2013 ska simulation

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