Tutorial ANSYS Iniciantes

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TUTORIAL I [11 03 2017]
FAEG 2017 – Módulo I
Simulação Computacional
 Ansys Workbench
DesignModeler 
1
Como abrir o Software quando o Ícone do
 Ansys Workbench 
 
já estiver posicionado na 
Área de Trabalho?
2
Clicar duas vezes sobre o Ícone do Ansys Workbench com o lado 
Esquerdo do Mouse
3
Na figura abaixo apresenta-se a Imagem Inicial do Software
4
Como abrir o Software quando o Ícone do
 Ansys Workbench 
 
já estiver posicionado no 
Menu de Tarefas?
5
Clicar duas vezes sobre o Ícone do Ansys Workbench com o lado 
Esquerdo do Mouse
6
Na figura abaixo apresenta-se a Imagem Inicial do Software
7
Tarefa 1 
Desenhar uma Viga Linha Simples utilizando o DesignModeler
Seção Transversal: 100x100 mm
Comprimento: 1000 mm
8
9
Passo 1 – Abrir o Ansys Workbench conforme instruções das Páginas 2 a 7
Esquema do Projeto 
[Local de Inicio]
10
Passo 2 – Com o lado esquerdo do mouse clique sobre o Static Strutural [Esquerda do Slide] e arraste sobre a área do Project Schematic.
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Na figura abaixo apresenta-se a Imagem Resultante
12
Passo 3 – Abaixo da linha 7, na janela dentro área do Project Schematic, você digita o nome desejado do arquivo. No caso Viga Linha Simples.
13
Na figura abaixo apresenta-se a Imagem Resultante
14
A Linha 2 da Janela A [Engineering Data] 
a - Adiciona ou verifica o tipo de material a ser utilizado no projeto 
b – Visualiza e altera as unidades das propriedades dos materiais
Observação: Neste caso o tick verde indica que o material está corretamente selecionado. Neste caso o Padrão é o aço estrutural [Structural Steel – Aço Estrutural].
Basta então mudar as unidades das propriedades do material se necessário.
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Passo 4 – Visualizando as unidades das propriedades dos materiais . Com o lado esquerdo do Mouse, clique duas vezes sobre Engineering Data da janela A [Linha 2]
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Na figura abaixo apresenta-se a Imagem Resultante
17
Passo 5 – Mudando as unidades das propriedades dos materiais . Nas Linhas 24 até 27 da figura abaixo substitua as Unidades de Pa para Mpa.
 
18
Na figura abaixo apresenta-se a Imagem Resultante
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Passo 6 – Mudando as unidades do Módulo de Elasticidade [E] . Na Linha (6) da figura abaixo clique com o lado Esquerdo do Mouse sobre Isotropic Elasticity [Elasticidade Isotrópica] e em seguida altere a Unidade do Young’s Modulus [Módulo de Young {E}] de Pa para Mpa.
 
20
Na figura abaixo apresenta-se a Imagem Resultante
21
Passo 7 – Retornar ao Projeto. Clicar uma vez sobre o comando Project.
22
Na figura abaixo apresenta-se a Imagem Resultante. Observa-se que existe um ponto de Interrogação ao lado da Geometria, significando que ela ainda não foi Editada. 
23
Passo 8 – Salvar o Projeto. Clicar uma vez com o lado Esquerdo do Mouse sobre o comando File {Arquivo] no Menu e em seguida selecionar Save As [Salvar como]. Escolher Paste onde será salvo o Arquivo.
 
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Passo 9 – Modelar [Desenhar] a Viga Linha Simples no DesignModeler. 
Clicar duas vezes com o lado Esquerdo do Mouse sobre Geometry na linha 3 da Janela A. 
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Na figura abaixo apresenta-se a Imagem Resultante. 
26
Área para Modelar
[Desenhar]
Na figura abaixo apresenta-se a Imagem Resultante. 
27
Passo 10 – Escolher Unidades . Com o lado esquerdo do Mouse, clique uma vez sobre Units no Menu Superior e selecione milímetros.
28
Na figura abaixo apresenta-se a Imagem Resultante. 
Área para Modelar
[Desenhar]
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Passo 11 – Na Tree Outline [Esquema da Árvore], e à esquerda da tela clicar uma vez com o lado esquerdo do mouse sobre o plano desejado, no caso o plano XY.
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Passo 12 – No Menu superior clicar uma vez com o lado esquerdo do mouse sobre o comando Look at Face [Olhar de Frente] o plano desejado, no caso o plano XY.
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Passo 13 – Reescolher as unidades, no caso milímetros.
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Passo 14 – Iniciar Esboço, clicando uma vez com o lado Esquerdo do Mouse sobre o Comando Sketching. 
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Veja a imagem resultante. 
Sketching Toolboxes
[Caixa de Ferramentas para Esboço]
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Passo 15 – Para melhor visualizar o seu desenho, redimensione em escala a sua área de trabalho [Graphics]. 
Para isto clique com o lado Esquerdo do mouse sobre a área de trabalho. 
Clique sobre o rolete no centro do Mouse e gire para trás até que a escala fique em 1000 mm, porque a Viga Linha Simples terá 1000 mm de comprimento.
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Passo 16 – Na Caixa de Ferramentas escolha Draw [Line], clicando uma vez com o lado Esquerdo do Mouse sobre o Comando Line
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Passo 17 – Na Caixa de Ferramentas escolha Draw [Line], clicando uma vez com o lado Esquerdo do Mouse sobre o Comando Line. Direcionar a ponta do lápis virtual na origem dos eixos até que apareça a letra P e não a letra C
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Passo 18 – Deslizar o Mouse para a Direita por uma distância aproximada de 1000 mm. 
Mas deve obrigatoriamente aparecer tres Letras: Uma letra P [Coincidência com a origem] na origem, uma letra H (Linha Horizontal] e uma letra C [Coinci-dência com o eixo X].
38
Passo 19 – Dimensionar comprimento da linha. Na Sketching Toolboxes [Caixa de Ferramentas] clicar uma vez com o lado Esquerdo do Mouse sobre Dimensions .
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Passo 20 – Dimensionar comprimento da linha. Na Sketching Toolboxes [Caixa de Ferramentas] clicar uma vez com o lado Esquerdo do Mouse sobre Dimensions [General], dimensões gerais.
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Passo 21 – Com o lado Esquerdo do Mouse clica-se sobre a linha: Arrasta-se a cota para cima e em seguida Digita-se 1000 mm em substituição à 997,22 mm
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Passo 22 – Valor Alterado
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Passo 23 – Inserir seção transversal da viga. Clicar com o lado Esquerdo do Mouse sobre o comando Concept [Conceber], Cross Section [Seção Transversal] e Retangular.
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Passo 24 – Dimensionar seção Transversal [O que vem Padrão é 10 x 10 mm]. 
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Passo 25 – Alterar seção Transversal para 100 x 100 mm. Clicar duas vezes com o lado Esquerdo do Mouse no Comando Generate no Menu Superior
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Passo 26 – Conceber Linhas a partir dos Sketches [Desenhos das Linhas]. Clicar uma vez com o lado Esquerdo do Mouse sobre o comando Concept [Conceber], Lines From Sketches 
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Passo 27 – Clicar com o lado Esquerdo do Mouse sobre o + ao lado do XYPlane e Selecionar Sketch 1. 
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Passo 28 – Clicar com o lado Esquerdo do Mouse sobre o Sketch 1 e selecione e em seguida Clique em Apply. 
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Resultado da Ação.
49
Passo 29 – Clicar sobre Generate [Gerar] no Menu Superior.
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Resultados Simultâneos da Ação Lado Esquerdo do Slide [Formação de um Corpo]
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Resultados Simultâneos da Ação [Área do Gráfico] Direito Slide.
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Passo 30 – Clicar sobre o Sinal + do Elemento 1 Part, 1 Body e em seguida sobre Line Body. Resultado Parcial Zoom 1 na Figura Abaixo. 
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Resultado da Ação. Resultado Parcial Zoom 2 na Figura Abaixo. 
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Passo 31 – Clicar sobre a Tarja Amarela para selecionar a seção transversal preferida do sólido, neste caso só tem a seção Retangular Rect 1, e em seguida Apply, e Finalmente clicar em Generate no Menu Superior.
Resultado? Todos os Ticks verdes, deu tudo certo.
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Resultado Gráfico da Ação
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Como Visualizar Viga Linha Simples com Forma de um Sólido?
57
Passo 32 – No Menu Superior, com o lado Esquerdo do Mouse, clicar no comando View [Visualizar] e selecionar Cross Section Sólids [Sólido da seção transversal]
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Resultado da Ação, após a peça ter sido rotacionada, pressionado o rolete central do Mouse e em seguida movimentando o Mouse
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33 - Salvar Novamente o Projeto - Clicando no Comando
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34 Fechar o DesignModeler [Modelador de Projetos] - Basta clicar em File e Close DesignModeler
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Como Utilizar o Mechanical [ANSYS Multiphysics]?
Como inserir Suportes, Forças, Deslocamentos e Gerar Resultados, Gráficos e Simulações?
62
Passo 1 – Basta Clicar com o lado Esquerdo do Mouse duas vezes
sobre o Model na Janela A
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Passo 1 – ZOOM
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Visualização Passo 1 – Aparece o Ícone do Mechanical e o Projeto em forma de Linha
65
ZOOM – Icone do Mechanical e Projeto em forma de Linha
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Passo 2 – Redefinir Unidades
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Passo 2 – ZOOM
68
ZOOM
69
Passo 3 – Visualizar Sólido. Basta Clicar com o lado Esquerdo do Mouse sobre o Comando View e em seguida sobre Cross Section Solids (Geometry) – Sólido em 3D
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Passo 3 – Zoom Sólido e Unidades
71
Passo 4 – Visualizar todos os sistemas de coordenadas. Basta Clicar com o lado Esquerdo do Mouse sobre o Comando.
72
Passo 5 – Gerar Malha. Basta Clicar com o lado Esquerdo do Mouse sobre o Comando Mesh (Malha) e em Seguida Generate Mesh (Gerar Malha).
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Passo 5 – Gerar Malha. Visualização
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Passo 5 – Details of Mesh (Detalhes da Malha). Sizing (Dimensionado) e Element Size (Tamanho do Elemento) – Default (Padrão)
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Passo 5 – Details of Mesh (Detalhes da Malha). Statistics (Estatísticas) , Elements – 21 [20 Segmentos de 50 mm cada].
76
Passo 6 – Inserir suportes (Apoios). Clique com o lado Direito do Mosue sobre Static Structural (Estruturas Estáticas), Insert (Inserir), Fixed Support (Suporte Fixo - Engaste). 
77
Passo 6 – Visualização Details of Fixed Support (Detalhes do Suporte Fixo)
78
Passo 6 – Selecionar local onde Inserir Suporte (Apoio). Clique com o lado Esquerdo do Mouse sobre o Comando Vertex (Vértice). 
79
Passo 6 – Selecionar local onde Inserir Suporte (Apoio). Clique com o lado Esquerdo do Mouse sobre o Ponto.
80
Passo 6 – Apply (Aplicar)
81
Passo 6 – Visualização
82
Passo 7 – Inserir Forças. Clique com o lado Direito do Mouse sobre Static Structural (Estruturas Estáticas), Insert (Inserir), Force (Força). 
83
Passo 7 – Visualização Details of Force(Detalhes da Força). Alterar de Vector para Components
84
Passo 7 – Visualização
85
Passo 7 – Inserir valor da Força. Digite -10000 N em Y. Em seguida clique em No Selection.
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Passo 7 – Selecionar local onde Inserir Força. Clique com o lado Esquerdo do Mouse sobre o Comando Vertex (Vértice). 
87
Passo 7 – Selecionar local onde Inserir Força. Clique com o lado Esquerdo do Mouse sobre o Ponto.
88
Passo 7 – Apply (Aplicar)
89
Passo 7 – Visualização
90
Obtendo Resultados - Solucionando. 
Escolher Quais serão os resultados (Respostas) que se esperam?
91
Passo 8 – Clique com o lado Direito do Mouse sobre Solution (Solução), Insert (Inserir), Deformation (Deformation) e Directional (Direcional). 
92
Passo 7 – Visualização. Selecionar Y Axis (Na direção do Eixo Y).
93
Passo 7 – Com o lado Direito do Mouse Clique em Solution e em Seguida em Solve ( Solucionar)
94
Passo 7 – Visualização. Solucionando
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Verificando Resultados Numéricos. 
Escolher Quais serão os resultados (Respostas) que se esperam?
Deformação Direcional
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Passo 7 – Clique uma vez com o lado esquerdo do Mouse sobre Diretional Deformation.
97
Passo 7 – Visualização. Deformação Mínima = -2,0154 mm (Sinal menos, porque a deformação acontece em Y-).
98
Passo 7 – Visualização. Deformação Mínima = -2,0154 mm (Sinal menos, porque a deformação acontece em Y-).
99
Passo 7 – Comparação com a Teoria – Muito Próximo
d = -(P.L3)/(3.E.I) = (10000x10003)/(3x200000x1004/12) = -2 mm
100
Verificando Simulação Computacional. 
Escolher o que se quer Simular.
101
Passo 7 – Simulando. Clique uma vez com o lado esquerdo do Mouse sobre
Diretional Deformation , clique no Eixo Z+ do sistema à Direita para alinhar a Viga e em Seguida no Comando Play
102
Passo 7 – Visualização
103
Verificando Mais Resultados. 
Escolher Quais serão os resultados (Respostas) que se esperam?
1 - Force Reaction (Reação da Força)
104
Passo 8 – Inserir Reações das Forças e Momentos. Clique com o lado Direito do Mouse sobre Solution, Insert (Inserir), Probe (Sensor?) e Force Reaction (Reação da Força). 
105
Passo 8 – Inserir Reações das Forças e Momentos. Clique com o lado Direito do Mouse sobre Solution, Insert (Inserir), Probe (Sensor?) e Force Reaction (Reação da Força). Selecionar Reação em Fixed Support (Engaste)
106
Passo 8 – Visualização da Reação em Fixed Support (Engaste)
107
Passo 8 – Avaliar os Resultados. Resolver. Clicar com o lado Direito do Mouse em Solution e em seguida em Evaluate All Results (Avaliar todos os resultados)
108
Passo 8 – Clicar sobre Force Reaction e verificar os Resultados. Força de Reação = Ay =10000 N.
109
Verificando Mais Resultados. 
Escolher Quais serão os resultados (Respostas) que se esperam?
2 – Moment Reaction (Reação do Momento)
110
Passo 9 – Inserir Reações dos Momentos. Clique com o lado Direito do Mouse sobre Solution, Insert (Inserir), Probe (Sensor?) e Moment Reaction (Reação do Momento). 
111
Passo 9 – Inserir Reações do Momento. Clique com o lado Direito do Mouse sobre Solution, Insert (Inserir), Probe (Sensor?) e Moment Reaction (Reação do Momento). Selecionar Reação em Fixed Support (Engaste)
112
Passo 9 – Visualização da Reação do Momento em Fixed Support (Engaste)
113
Passo 9 – Avaliar os Resultados. Resolver. Clicar com o lado Direito do Mouse em Solution e em seguida em Evaluate All Results (Avaliar todos os resultados)
114
Passo 9 – Clicar sobre Moment Reaction e verificar os Resultados. Momento de de Reação = Mz =10000000 N.mm = 1x107 N.mm
115
Passo 9 – Cálculo Teórico do Momento de Reação = Mz =10000000 N.mm = 1x107 N.mm
Mz = P.L = 10000x1000 = 10000000 N.mm = 1x107 N.mm
Conferiu com o Simulado 
116
Verificando Mais Resultados.
[Forças, Momentos e Diagramas] 
Beam Results [Resultados da Viga]
a – Axial Force (Força Axial)
b – Bending Moment (Momento Fletor)
c – Torsional Moment (Momento Torsional)
d – Shear Force (Força Cortante V)
e – Shear-Moment Diagram [Diagrama de Momentos e Forças Cortantes]
117
Passo 10 – a) Clicar sobre Solution, Insert, Beam Results, Axial Force.
118
Passo 11 – b) Clicar sobre Solution, Insert, Beam Results, Bending Moment.
119
Passo 12 – c) Clicar sobre Solution, Insert, Beam Results, Torsional Moment.
120
Passo 13 – d) Clicar sobre Solution, Insert, Beam Results, Shear Force.
121
Passo 14 – e) Clicar sobre Solution, Insert, Beam Results, Shear-Moment Diagram.
122
Passo 15 – e) Shear-Moment Diagram. Para este Item é necessário criar um Path (Caminho)
123
Passo 15 – e) Shear-Moment Diagram. Com o lado direito do Mouse Clicar em Model, Insert, Construction Geometry, 
124
Passo 15 – e) Shear-Moment Diagram. Com o lado direito do Mouse Clicar em Construction Geometry, Insert, Path. 
125
Passo 15 – e) Shear-Moment Diagram. Visualização
126
Passo 15 – e) Shear-Moment Diagram. Seleciona-se Edge (Aresta) ao invés de Two Points (Dois Pontos) 
127
Passo 15 – e) Shear-Moment Diagram. Visualização
128
Passo 15 – e) Shear-Moment Diagram. Seleciona-se o Cubo com Edge (Aresta)
129
Passo 15 – e) Shear-Moment Diagram. Seleciona-se a Edge (Linha Central da Viga) e em seguida clica-se sobre a Tarja Amarela Para Ativar o Apply.
130
Passo 15 – e) Shear-Moment Diagram. Seleciona-se a Edge (Linha Central da Viga) e em seguida clica-se sobre a Tarja Amarela Para Ativar o Apply e em Seguida Clique em Apply
131
Passo 15 – e) Shear-Moment Diagram. Está Criado o Path 1-2 (Caminho)
132
Passo 15 – e) Shear-Moment Diagram. Para Eliminar a Interrogação do Shear-Moment Diagram , deve-se inserir o Path 1-2 (Caminho)
133
Passo 15 – e) Shear-Moment Diagram. Clicar sobre o Total Shear-Moment Diagram, (Diagrama Total de Momentos Fletores e Forças Cortantes). Clicar sobre a Tarja Amarela para selecionar o Path.
134
Passo 15 – e) Shear-Moment Diagram. O Path fica incorporado à Linha Principal do Sólido. Pode-se então Traçar o Diagrama Total de Momentos Fletores e Forças Cortantes. A maioria dos Ticks estão com Raio Amarelo
Significa que falta Solucionar o Problema..
135
Passo 16 –Solucionando o Problema.
136
Passo 16 –Solucionado o Problema.
137
Passo 17 –Para ver os Resultados basta Clicar na Solution e sobre cada um dos últimos 5 Parâmetros: Axial Force, etc.. 
138
Passo 18 –Para ver os Resultados basta Clicar na Solution e sobre cada um dos últimos 5 Parâmetros: Axial Force = Zero N
139
Passo 19 –Para ver os Resultados basta Clicar na Solution e sobre cada um dos últimos 5 Parâmetros: Momento Fletor 
140
Passo 20 –Para ver os Resultados basta Clicar na Solution e sobre cada um dos últimos 5 Parâmetros: Momento Torsor 
141
Passo 21 –Para ver os Resultados basta Clicar na Solution e sobre cada um dos últimos 5 Parâmetros: Força Cortante
142
Passo 22 –Para ver os Resultados basta Clicar na Solution e sobre cada um dos últimos 5 Parâmetros: Diagramas
143
Passo 22 –Para ver os Resultados basta Clicar na Solution e sobre cada um dos últimos 5 Parâmetros: Diagramas
144
Passo 22 –Para ver os Resultados basta Clicar na Solution e sobre cada um dos últimos 5 Parâmetros: Diagramas
145
Passo 22 –Para ver os Resultados basta Clicar na Solution e sobre cada um dos últimos 5 Parâmetros: Diagramas
146
Passo 22 –Para ver os Resultados basta Clicar na Solution e sobre cada um dos últimos 5 Parâmetros: Diagramas
147
Passo 22 –Para ver os Resultados basta Clicar na Solution e sobre cada um dos últimos 5 Parâmetros: Diagramas
148
Verificando Mais Resultados. 
Beam Tool [Ferramenta de Viga]
a – Direct Stress (Tensão Normal Devido À Tração ou Compressão Simples)
b – Minimum Combined Stress (Tensão Normal Mínima de Compressão Devido à Flexão Pura + Tensão Normal Devido à Compressão Simples)
c – Maximum Combined Stress (Tensão Normal Devido À Flexão Pura + Tensão Normal Devido à Compressão Simples))
149
Passo 23 –Para ver os Resultados basta Clicar na Solution, Insert, Beam Tool, Beam Tool [Ferramenta de Viga]. Tensões.
150
Passo 24 –Para ver os Resultados basta Clicar na Solution, Insert, Beam Tool, Beam Tool [Ferramenta de Viga]. Tensões. Raios Amarelos? Necessita Solução
151
Passo 24 –Para ver os Resultados basta Clicar na Solution, Insert, Beam Tool, Beam Tool [Ferramenta de Viga]. Tensões.
152
Passo 24 –Para ver os Resultados basta Clicar na Solution, Insert, Beam Tool, Beam Tool [Ferramenta de Viga]. Tensões. Ticks Verdes.
153
Passo 25 –[a ]– Direct Stress (Tensão Normal Devido À Tração ou Compressão Simples)
154
26 [b] – Minimum Combined Stress (Tensão Normal Mínima de Compressão Devido à Flexão Pura + Tensão Normal Devido à Compressão Simples). Para Simular Basta Acionar o Comando Play.
155
 27 [c] – Maximum Combined Stress (Tensão Normal Devido À Flexão Pura + Tensão Normal Devido à Compressão Simples). Para Simular Basta Acionar o Comando Play.
156
Fórmulas - Cálculos Teóricos - Beam Tool 
a – Direct Stress
s = F/A = 0/(50x50) = Zero
b – Minimum Combined Stress 
s = F/A + (M.C0)/I = 0/(50x50) - 10000.1000.50/(1004/12) = - 60 MPa 
c – Maximum Combined Stress 
s = F/A + (M.C0)/I = 0/(50x50) + 10000.1000.50/(1004/12) = + 60 MPa