-Senai-

Prévia do material em texto

Centro Universitário SENAI CIMATEC 
Curso de Graduação em Engenharia Mecânica 
__________________________________________________________________________ 
 
IMEF – Prof. Juan Carlos Romero Albino Página 1 de 4 
20242-Senai-EngMec-IMEF-Av3-28_11_24 
 
Disciplina: Introdução ao Método de Elementos Finitos 
Docente: Juan Carlos Romero Albino 
Atividade: 3ª Avaliação – Prova Prática Data: 28/11/2024 
 
Discente A:_____________________________________________________ 
Discente B:_____________________________________________________ 
 
 A prova poderá ser feita em dupla. 
 Os arquivos de solução deverão ser entregues em formato .wbpz e enviados ao e-
mail juan.albino@doc.senaicimatec.edu.br. Anexar também um arquivo em .pdf ou 
.docx com as respostas às questões. 
 O prazo máximo de entrega é 05 de dezembro às 18:00hs. 
 Provas entregues fora do prazo terão nota zero. 
 
QUESTÃO 01: (VALOR: 2,00 PONTOS) 
 
A treliça mostrada na figura é composta por barras. Cada membro é feito de aço A36, e seção 
transversal quadrada de 40mm x 40mm. A estrutura está restringida nas direções X, Y e Z nos 
quatro cantos inferiores. Os carregamentos estão no plano XZ. Use elementos de barra link/truss 
e determine: 
 
 
 
Máximo deslocamento em X:
Máximo deslocamento em Z:
Reações de apoio (N) Direção X Direção Z
Ponto 1
Ponto 2
Ponto 3
Ponto 4
mailto:juan.albino@doc.senaicimatec.edu.br
Centro Universitário SENAI CIMATEC 
Curso de Graduação em Engenharia Mecânica 
__________________________________________________________________________ 
 
IMEF – Prof. Juan Carlos Romero Albino Página 2 de 4 
20242-Senai-EngMec-IMEF-Av3-28_11_24 
 
QUESTÃO 02: (VALOR: 2,00 PONTOS) 
 
Para o tubo octogonal mostrado na Figura. Mostre os deslocamentos e as tensões de von Mises 
ao longo dos segmentos AB e CD. Usar um modelo de deformação plana (plane strain) com um 
quarto de simetria. 
 
 
QUESTÃO 03: (VALOR: 2,00 PONTOS) 
 
A figura Q3.a mostra a cabine de uma camionete. Na figura Q3.b mostra-se um modelo de 
elementos finitos simplificado da estrutura. O modelo consiste em 28 nós. O plano x-z é de 
simetria; os nós 1’-13’ tem as mesmas coordenadas x e z que os nós 1-13, com as coordenadas y 
de sinal inverso. Cada elemento de viga está feito em aço com seção transversal maciça circular 
de diâmetro 12,7mm. O carregamento corresponde a uma prova de impacto frontal, e consiste 
em um carregamento no nó 1 com componentes 𝐹𝑥 = −7 𝑘𝑁 e 𝐹𝑦 = −2 𝑘𝑁. Considere os nós 
11, 11’, 12 e 12’ como fixos (condições de contorno). As coordenadas nodais em milímetros são 
as seguintes: 
 
Nó x y z Nó x y z
1 1450 950 0 9 0 950 1875
2 1200 950 0 10 1450 425 1050
3 775 950 0 11 1450 425 0
4 425 950 550 12 0 425 0
5 0 950 600 13 0 425 600
6 1450 950 1050 14 450 0 1800
7 1200 950 1050 15 0 0 937.5
8 900 950 1750
Centro Universitário SENAI CIMATEC 
Curso de Graduação em Engenharia Mecânica 
__________________________________________________________________________ 
 
IMEF – Prof. Juan Carlos Romero Albino Página 3 de 4 
20242-Senai-EngMec-IMEF-Av3-28_11_24 
 
 
Figura Q3. a) Cabine de camionete, b) modelo de elementos finitos 
 
a) Rode uma análise linear-estática e determine: 
• Os deslocamentos dos nós 1, 2, 6, 7, 10 e 11. 
• As reações de apoio e as tensões normais máximas na estrutura. 
b) Rode uma análise não-linear e compare os resultados com os obtidos na análise linear. 
 
 
QUESTÃO 04: (VALOR: 2,00 PONTOS) 
 
Os membros do pórtico plano ABCD tem seção transversal quadrada de 8 mm de lado. O 
material do pórtico é aço (E = 200 GPa) o qual permanece no regime elástico linear. Considere 
um modelo com elementos de viga com 5 elementos ao longo de AB, 2 elementos ao longo de 
BC e 12 elementos ao longo de CD. O nó A é pinado e o nó D pode se deslocar horizontalmente 
sem atrito, os deslocamentos dos nós estão restringidos ao plano XY. Rode uma análise não-
linear aplicando um força horizontal de 135 N no ponto C. Desenhe um gráfico de Força (F) vs. 
Deslocamento horizontal do ponto C (uC) e um gráfico de Força (F) vs. Deslocamento 
horizontal do ponto D (uD) similar ao mostrado na figura. 
 
 
 
Centro Universitário SENAI CIMATEC 
Curso de Graduação em Engenharia Mecânica 
__________________________________________________________________________ 
 
IMEF – Prof. Juan Carlos Romero Albino Página 4 de 4 
20242-Senai-EngMec-IMEF-Av3-28_11_24 
 
QUESTÃO 05: (VALOR: 2,00 PONTOS) 
 
Para o conjunto de abraçadeira para tubos (Pipe_clamp.x_t) mostrado na figura, determinar a 
tensão de esmagamento (pressão de contato) e a deformação (deslocamento radial) da seção do 
tubo de cobre quando o parafuso na abraçadeira é apertado. 
Assumir que o material usado para o tubo é uma liga de cobre, enquanto todas as outras peças 
são de aço estrutural. Supõe-se que o grampo seja apertado com 1000 N quando colocado em 
serviço. O coeficiente de atrito entre a abraçadeira e o tubo é 0,4.