Apostila  ANSYS 7.0

Apostila ANSYS 7.0

(Parte 1 de 6)

Apostila de treinamento ANSYS Workbench Apostila de treinamento ANSYS Workbench

Apostila de Treinamento em Elementos Finitos com ANSYS Eng. Domingos F. O. Azevêdo

APOSTILA DE TREINAMENTO ANSYS WORKBENCH1
SUMÁRIO2
INTRODUÇÃO3
TELA INICIAL DO ANSYS WORKBENCH7
AMBIENTE DE ANÁLISE – DESIGN SIMULATION9
DETALHAMENTO DAS REGIÕES DA INTERFACE13
Menus e Barras de Ferramentas13
Painel da Árvore16
Painel de Detalhes17
Janela Gráfica18
Abas do Documento18
Janela Simulation Wizard19
Barra de Status20
EXEMPLO 1 – ANALISE DE UMA PEÇA:21
ANÁLISE26

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Introdução

O programa Ansys é um dos vários programas de análises pelo método de elementos finitos existentes no mundo. Outros programas, por exemplo, são: Algor, Ideas, Abaqus, Visual Nastran, etc.

A análise por elementos finitos que originalmente foi desenvolvida para sólidos, atualmente é utilizada também na mecânica dos fluídos, transferência de calor, magnetismo, etc.

A utilização destes programas se justifica quando a geometria das peças é complexa ou se tem a interação de materiais diferentes, pois o método usado pelo computador é o método numérico e não o método analítico.

O método numérico realiza mais rapidamente, os cálculos do que uma pessoa com sua calculadora.

O programa mostra os resultados graficamente na tela permitindo identificação visual da geometria e resultados facilitando a interpretação do que está ocorrendo na peça ou conjunto.

O processo de desenvolvimento do projeto é acelerado pelaa rapidez de análise que possibilita a otimização coerente da peça ou conjunto antes da sua fabricação.

O aumento significativo da utilização destes tipos de programas na execução de análises se deve principalmente á crescente velocidade de processamento dos computadores nas ultimas décadas e á facilidade de acesso a estes pela sua redução de custo.

Os programas de análises se utilizam das informações existentes nos arquivos dos desenhos feitos em computador (CAD) para saber, entre outras coisas, a geometria das peças. Alguns programas como o Ansys também permitem que o desenho seja feito no próprio programa.

Esta geometria da peça, que é originalmente contínua, é subdividida pelo programa de análise, em pequenos elementos, em uma quantidade finita, mantendo estes elementos interligados por nós, formando aquilo que denominamos malha, este processo chama-se Discretização. E é desta divisão em elementos que surgiu o termo “análise pelo método de elementos finitos”.

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Cada um dos elementos é interpretado como uma mola que possui rigidez e tamanho predeterminado. Vide figura a seguir.

Portanto:

Cada um dos elementos é analisado como se fosse uma mola e contribui para a formação das matrizes nos termos de carregamento, deslocamento e rigidez. Sendo que a rigidez depende das propriedades do material e geometria da peça. Vide figura abaixo.

O conjunto dos elementos através dos nós comuns á eles formam a matriz global, com dois elementos, dois nós cada elemento e um grau de liberdade. Vide figura abaixo.

As condições de contorno globais (carga e apoios) são aplicadas aos nós.

, similar to

F l E A l

EAF l F kx l

=

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O programa calcula o deslocamento de cada um dos nós e as tensões naquele ponto.

O tempo de processamento para obterem-se os resultados depende diretamente da quantidade de nós e elementos existentes. Quanto maior a quantidade de nós e elementos, maior o tempo para o computador mostrar os resultados.

A análise se divide em três etapas distintas são elas: o pré-processamento, solução e pós-processamento.

No pré-processamento se deve definir: a geometria, tipo de análise, malha, propriedades dos materiais e condições de contorno.

Na solução se deve definir o tipo de solução desejada (equações lineares ou não lineares) para se obter os deslocamentos nodais.

No pós-processamento se podem obter outros tipos de resultados tais como, tensões, fluxo de calor, convergência, fatores de segurança, etc.

O programa pode não realizar a análise por motivos tais como: Má formação dos elementos (devido geralmente aos erros geométricos), insuficiente espaço em disco ou memória RAM e insuficientes informações para as condições de contorno.

Na figuras abaixo, se tem á esquerda as condições de contorno de uma peça com apoios e carga aplicada nos furos e a direita a mesma peça com a malha discretizada automaticamente pelo programa ANSYS 8.0.

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Definições: Pré - Processamento

Definições: Solução e Pós-processamento Definição de Material Pré - Processamento

Na figura abaixo, são mostradas as definições relativas á análise do projeto da peça anterior.

Nas figuras abaixo, se tem um exemplo de resultados da análise estrutural, onde á esquerda é mostrada a peça colorida, representando a variação de tensão nesta, tendo ao lado na legenda, uma barra colorida mostrando a correspondência entre as cores e a variação de tensão na peça.

Á direita é mostrada a mesma peça e a deformação sofrida em decorrência das condições de contorno e da elasticidade do material da peça.

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Criar um novo Projeto

Opções

Abre um projeto existente

Tela inicial do Ansys Workbench

Ao iniciar o programa Ansys Workbench a tela mostrada na figura abaixo deve aparecer mostrando algumas opções para criar um novo projeto de análise são elas: 1° Conectar com o desenho atualmente aberto e ao programa de CAD no Computador, 2° Conectar com o arquivo de desenho no computador ou na rede e 3° Não conectar para que o desenho seja feito no próprio Ansys.

Clicando em Open na existent project (Abrir um projeto existente) aparecem as pastas que contém arquivos de projeto (*.wbdb) workbench data base, após selecionar a pasta que se desejada abrir, pode-se clicar em Open. Vide figura abaixo.

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O Ansys Workbench™ possui três ambientes funcionais diferentes que estão interligados associativamente, ou seja, podem fornecer instantaneamente informações para os outros ambientes são eles: o Design Simulation, o Design Modeler e o Design Xplorer.

No ambiente do Design Simulation, se podem realizar as análises de peças ou conjuntos de peças, seja análise estrutural, térmica ou de vibrações.

No ambiente do Design Modeler, se podem desenhar peças para análises. No ambiente do Design Xplorer, se podem realizar estudos para a melhoria das peças pela mudança de parâmetros que o projetista pode escolher. Nesta apostila detalharemos apenas o ambiente Design Simulation.

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Ambiente de análise – Design Simulation

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