Abaqus Manual em Português

Prévia do material em texto

ABAQUS 
Conceitos Básicos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gustavo de Souza Veríssimo 
José Carlos Lopes Ribeiro 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2006 - 2012
 i
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Nota do tradutor 
 
Este documento contém um extrato de informações consideradas importantes, contidas no 
manual eletrônico “Getting started with ABAQUS”. 
 
Traduzido por Gustavo Veríssimo 
Departamento de Engenharia de Estruturas 
Escola de Engenharia 
UFMG 
2006 
 
 ii
 
 
CONTEÚDO 
 
 
1 Introdução ......................................................................................................................... 1 
1.1 Módulos do ABAQUS ............................................................................................... 1 
2 Rerewrwer ............................................................................ Erro! Indicador não definido. 
3 Aspectos básicos do ABAQUS ......................................................................................... 5 
3.1 Componentes de um modelo de análise do abaqus .................................................... 5 
3.2 Introdução ao ABAQUS/CAE ................................................................................... 7 
3.2.1 Componentes da janela principal ........................................................................................7 
3.3 Exemplo: criando um modelo de uma grua suspensa com ABAQUS/CAE .............. 8 
3.3.1 Unidades .............................................................................................................................9 
3.3.2 Criando uma peça, ou componente.....................................................................................9 
3.3.3 Criando um material ......................................................................................................... 14 
3.3.4 Definindo e atribuindo propriedades às seções ................................................................ 15 
3.3.5 Definindo a montagem (assembly) ................................................................................... 17 
3.3.6 Configurando a análise ..................................................................................................... 17 
3.3.7 Aplicando condições de contorno e cargas ao modelo ..................................................... 20 
3.3.8 Gerando a malha do modelo ............................................................................................. 24 
3.3.9 Criando um job para análise ............................................................................................. 25 
3.3.10 Checando o modelo ...................................................................................................... 26 
3.3.11 Rodando a análise ........................................................................................................ 27 
3.3.12 Pós-processamento com o ABAQUS/CAE .................................................................. 27 
3.3.13 Reprocessando a análise usando o ABAQUS/Explicit ................................................ 35 
3.3.14 Pós-processando os resultados da análise dinâmica ..................................................... 37 
3.4 Comparação entre os procedimentos implícito e explícito ....................................... 39 
3.4.1 Escolhendo análise implícita ou explícita ........................................................................ 39 
3.4.2 Custo do refinamento da malha em análises implícitas e explícitas ................................. 40 
4 Elementos finitos e corpos rígidos ................................................................................. 41 
4.1 Elementos finitos ...................................................................................................... 41 
4.1.1 Caracterizando os elementos do ABAQUS ...................................................................... 41 
5 Usando elementos sólidos (ou contínuos) ..................................................................... 43 
5.1 Sobre a formulação dos elementos e integração ....................................................... 44 
5.1.1 Integração completa .......................................................................................................... 45 
5.1.2 Integração reduzida .......................................................................................................... 48 
5.1.3 Elementos de modos incompatíveis ................................................................................. 50 
5.1.4 Elementos híbridos ........................................................................................................... 52 
5.2 Escolhendo elementos sólidos .................................................................................. 53 
5.3 Exemplo de aplicação – suporte metálico ................................................................ 54 
5.3.1 Pré-processamento – criando o modelo com o ABAQUS/CAE ...................................... 55 
5.3.2 Visualizando os resultados ............................................................................................... 67 
Plotando a deformada da estrutura ........................................................................................... 67 
 iii
5.3.3 Rodando a análise novamente no ABAQUS/Explicit ...................................................... 79 
5.3.4 Pós-processamento dos resultados da análise dinâmica ................................................... 80 
5.4 Convergência da malha ............................................................................................ 86 
5.5 Exemplos ABAQUS relacionados ........................................................................... 90 
5.6 Leituras sugeridas ..................................................................................................... 90 
6 Usando elementos de casca ............................................................................................ 92 
6.1 Geometria do elemento ............................................................................................. 92 
6.1.1 Espessura da casca e pontos da seção ............................................................................... 92 
6.1.2 Normais à casca e superfícies da casca ............................................................................ 93 
6.1.3 Curvatura inicial da casca ................................................................................................. 94 
6.1.4 Deslocamento da superfície de referência ........................................................................ 95 
6.2 Formulação da casca – fina ou espessa .................................................................... 96 
6.3 Direção do material nas cascas ................................................................................. 98 
6.3.1 Direções default dos materiais nos elementos de casca.................................................... 98 
6.3.2 Criando direções alternativas para o material ................................................................... 99 
6.4 Escolhendo elementos de casca .............................................................................. 100 
6.5 Exemplo: placa esconsa .......................................................................................... 100 
6.5.1 Pré-processamento — criando o modelo com o ABAQUS/CAE .................................. 101 
6.5.2 Pós-processamento ......................................................................................................... 107 
6.6 Exemplos ABAQUS relacionados ......................................................................... 114 
6.7 Sugestões de leitura ................................................................................................ 114 
6.8 Resumo................................................................................................................... 115 
7 Usando elementos de viga ............................................................................................ 116 
8 Análise dinâmica linear ................................................................................................ 116 
9 Não-linearidade ............................................................................................................. 117 
9.1 Fontes de não-linearidade ....................................................................................... 118 
9.1.1 Não-linearidade do material ........................................................................................... 118 
9.1.2 Não-linearidade de contato ............................................................................................. 119 
9.1.3 Não-linearidade geométrica ............................................................................................ 120 
9.2 A solução de problemas não-lineares ..................................................................... 121 
9.2.1 Passos, incrementos e iterações ...................................................................................... 122 
9.2.2 Iterações e convergência no ABAQUS/Standard ........................................................... 123 
9.2.3 Controle automático de incremento no ABAQUS/Standard .......................................... 125 
9.3 Incluindo não linearidade numa análise com ABAQUS ........................................ 126 
9.3.1 Não-linearidade geométrica ............................................................................................ 126 
9.3.2 Não-linearidade do material ........................................................................................... 127 
9.3.3 Não-linearidade de contato ............................................................................................. 128 
9.4 Exemplo: Placa esconsa – análise não linear .......................................................... 128 
9.4.1 Modificando o modelo ................................................................................................... 128 
9.4.2 Diagnósticos do job ........................................................................................................ 131 
9.4.3 Pós-processamento ......................................................................................................... 131 
9.4.4 Rodando a análise no ABAQUS/Explicit ....................................................................... 136 
 iv
10 Problemas dinâmicos não-lineares com formulação explícita .................................. 137 
10.1 Tipos de problemas adequados para o ABAQUS/Explicit ..................................... 137 
10.2 Explicit dynamic finite element methods ............................................................... 138 
10.2.1 Explicit time integration ............................................................................................. 138 
10.2.2 Comparação dos procedimentos implícito e explícito de integração no tempo ......... 140 
10.2.3 Vantagens do método explícito de integração no tempo ............................................ 141 
10.3 Incremento automático de tempo e estabilidade..................................................... 142 
10.3.1 Estabilidade condicional do método explícito ........................................................... 142 
10.3.2 Definição do limite de estabilidade ............................................................................ 142 
10.3.3 Incremento de tempo automático versus incremento de tempo fixo no 
ABAQUS/Explicit ....................................................................................................................... 143 
10.3.4 Escalonamento de massa para controlar o incremento de tempo ............................... 144 
10.3.5 Efeito do material sobre o limite de estabilidade ....................................................... 145 
10.3.6 Efeito da malha sobre o limite de estabilidade ........................................................... 145 
10.3.7 Instabilidade numérica ............................................................................................... 145 
11 . Materiais ...................................................................................................................... 146 
11.1 Definindo materiais no ABAQUS .......................................................................... 146 
11.2 Plasticidade em metais dúcteis ............................................................................... 146 
11.2.1 Características de plasticidade em metais dúcteis ...................................................... 147 
11.2.2 Medidas de tensão e deformação para deformações finitas ....................................... 148 
11.2.3 Definindo plasticidade no ABAQUS ......................................................................... 148 
11.3 Selecionando elementos para problemas elasto-plásticos ...................................... 153 
11.4 Exemplo: suporte metálico com plasticidade ......................................................... 154 
11.4.1 Modificações no modelo ............................................................................................ 155 
11.4.2 10.4.2 Job monitor and diagnostics 
 157 
11.4.3 10.4.3 Postprocessing the results 
 161 
11.4.4 10.4.4 Adding hardening to the material model 
 162 
11.4.5 10.4.5 Running the analysis with plastic hardening 
 163 
11.4.6 10.4.6 Postprocessing the results 
 164 
12 Análise multi-step ......................................................................................................... 171 
13 Contato .......................................................................................................................... 171 
 
APÊNDICE C - Usando técnicas adicionais para criar e analisar um modelo no 
ABAQUS/CAE. ......................................................................................... 123 
 
 1
1 Introdução 
O ABAQUS, depois de instalado no disco, possui uma série de módulos. O programa 
ABAQUS/CAE constitui o ambiente ABAQUS completo. A rigor, o ABAQUS/CAE é um 
pré e pós-processador gráfico. 
 
ABAQUS é um conjunto de programas poderosos para simulações em engenharia, baseados 
no método dos elementos finitos, que podem resolver problemas desde análises lineares 
relativamente simples até as mais desafiadoras análises não-lineares. O ABAQUS possui uma 
extensa biblioteca de elementos que podem modelar virtualmente qualquer geometria. Possui 
ainda uma extensa lista de modelos materiais capazes de simular a maioria dos materiais 
utilizados na engenharia, incluindo metais, borracha, polímeros, compósitos, concreto 
armado, espumas rígidas e flexíveis, além de materiais geotécnicos como solos e rochas. 
 
Projetado para ser uma ferramenta genérica de simulação, o ABAQUS pode ser usado para 
estudos além das análises estruturais simplesmente (tensão/deformação), possibilitando a 
simulação de problemas em diversas áreas tais como transferência de calor, difusão de massa, 
gerenciamento térmico de componentes elétricos (análise termo-elétrica acoplada), acústica, 
mecânica dos solos (análises poro fluido-tensão acopladas) e análises piezelétricas. 
 
O ABAQUS é simples de usar e oferece uma vasta gama de possibilidades ao usuário. Mesmo 
as análises mais complexas podem ser facilmente modeladas. Por exemplo, problemas com 
múltiplos componentes são modelados associando-se a geometria de cada componente com 
seu respectivo modelo material. Na maioria das simulações, incluindo aquelas com grandes 
não-linearidades, o usuário necessita apenas fornecer os dados de engenharia tais como a 
geometria da estrutura, seu comportamento material, as condições de contorno e as cargasaplicadas. Numa análise não-linear, o ABAQUS automaticamente seleciona os incrementos 
apropriados de carga e as tolerâncias para convergência. O programa não apenas seleciona os 
valores para esses parâmetros como também os ajusta continuamente durante a análise, a fim 
de assegurar que uma solução acurada seja obtida eficientemente. O usuário raramente tem 
que definir parâmetros para controlar a solução numérica do problema. 
 
1.1 Módulos do ABAQUS 
O ABAQUS possui vários módulos, descritos sucintamente a seguir: 
ABAQUS/Standard 
ABAQUS/Standard é um produto de análise genérico capaz de resolver uma vasta gama de 
problemas lineares e não-lineares, envolvendo resposta estática, dinâmica, térmica e elétrica 
de componentes. O ABAQUS/Standard resolve implicitamente um sistema de equações a 
cada incremento da solução. Em contrapartida, o ABAQUS/Explicit processa uma solução em 
pequenos incrementos de tempo sem resolver um sistema de equações acoplado a cada 
incremento (ou mesmo atualizando uma matriz de rigidez global). 
ABAQUS/Explicit 
ABAQUS/Explicit é um produto de análise para aplicações especiais que usa uma formulação 
de elementos finitos dinâmica explícita. É apropriado para a modelagem de eventos de curta 
 2
duração e eventos transientes dinâmicos, tais como impacto e explosões, e é muito eficiente 
também para problemas fortemente não-lineares envolvendo mudanças de condição de 
contato, tais como problemas de conformação. 
ABAQUS/CAE 
ABAQUS/CAE é o ambiente gráfico interativo para o ABAQUS. Permite criar modelos com 
rapidez e facilidade produzindo ou importando a geometria da estrutura a ser analisada e 
decompondo essa estrutura em regiões discretizáveis. Podem-se associar propriedades físicas 
e materiais à geometria, juntamente com cargas e condições de contorno. O ABAQUS/CAE 
possui muitas opções poderosas para geração de malha e visualização dos resultados da 
análise. Uma vez completo o modelo, o ABAQUS/CAE possibilita acionar, monitorar e 
controlar os passos da análise. 
ABAQUS/Viewer 
ABAQUS/Viewer é um subconjunto do ABAQUS/CAE que constitui o pós-processador. 
ABAQUS/Aqua 
ABAQUS/Aqua é um conjunto de recursos que podem ser adicionados ao 
ABAQUS/Standard. É voltado para a simulação de estruturas offshore, tais como plataformas 
de petróleo. Alguns dos recursos opcionais incluem os efeitos decorrentes do carregamento 
provocado por ondas, vento e flutuação. 
ABAQUS/Design 
ABAQUS/Design é um conjunto de recursos opcionais que pode ser adicionado ao 
ABAQUS/Standard para executar análises de sensibilidade. 
ABAQUS/Foundation 
ABAQUS/Foundation oferece acesso mais eficiente às funcionalidades de análise estática 
linear e análise dinâmica do ABAQUS/Standard. 
 
 3
1.2 Configurações da interface gráfica 
1.2.1 Métodos de renderização 
O ambiente gráfico disponibilizado pelo ABAQUS para modelagem tridimensional de 
estruturas utiliza exaustivamente os recursos computacionais disponíveis. Os cálculos 
envolvidos na geração de um modelo tridimensional (renderização, sombreamento, 
ocultamento de faces não visíveis, etc) são complexos e, se o software não estiver 
convenientemente configurado para utilizar os recursos de hardware disponíveis, o sistema 
pode travar e abortar o processamento. 
Caso o usuário tenha o problema do ABAQUS interromper a execução e cair quando se entra 
no modo sketch ou ao abrir um modelo tridimensional, é necessário configurar as opções 
gráficas utilizadas pelo programa. 
Para tal, deve-se acessar a janela Graphics Options, por meio do item View | Graphics 
Options... no menu principal. O ABAQUS irá exibir a janela mostrada na Figura 1-1. 
Figura 1–1 Janela de configuração das opções gráficas 
 
A intensidade de recursos computacionais utilizados depende da opção escolhida no item 
Highlight method. Caso se use um método de renderização acima da capacidade do 
computador, pode-se provocar uma instabilidade no ABAQUS, com a conseqüente 
interrupção da execução do programa (crash). 
A opção ideal é a que utiliza o máximo de recursos computacionais possíveis, pois isto 
ocasiona uma melhor qualidade gráfica do ABAQUS, no entanto, sem, fazer o programa cair. 
Na Figura 1-2 pode-se observar a seqüência de métodos disponibilizadas pelo ABAQUS. 
 4
Figura 1–2 Métodos gráficos utilizados pelo ABAQUS 
Software
overlay Blend XOR
Menor uso de
recursos
Maior uso de
recursos 
Após escolher um método gráfico, para que a opção escolhida seja utilizada sempre que o 
ABAQUS for executado, é interessante gravar essa opção como default do programa. Para 
isso, ao clicar no botão OK e fechar a janela Graphics Options, deve-se efetuar a gravação 
da opção escolhida por meio do item File | Save Options do menu principal. Grave as opções 
tanto para o diretório corrente (opção Current), o que influencia a análise atualmente aberta, 
quanto para o diretório onde o ABAQUS está instalado (opção Home), o que influencia a 
abertura de novos arquivos de dados. 
1.2.2 Opções de manipulação da interface 
O ABAQUS possibilita a utilização de diversos modos de manipulação da interface. A 
elaboração de um modelo estrutural tridimensional envolve várias vezes as operações de 
rotação, zoom, translação, mudança do centro de rotação, etc. 
O usuário pode escolher como o ABAQUS irá receber os comandos de manipulação da 
interface, de modo que ele possa ter o máximo de agilidade ao operar o programa. Para isso, 
deve-se escolher o método de manipulação da interface por meio do item View | View 
Manipulation Options... do menu principal. A Figura 1-3 permite observar a janela do 
ABAQUS onde as opções de manipulação da interface podem ser alteradas em 
compatibilidade com outro programa. 
Figura 1–3 Opções de manipulação da interface 
 
O item MB1 identifica o botão esquerdo do mouse (Mouse Button 1), MB2 o botão central 
(Mouse Button 2) e MB3 o botão direito (Mouse Button 3). 
 5
2 Aspectos básicos do ABAQUS 
2.1 Componentes de um modelo de análise do abaqus 
Um modelo do ABAQUS é composto de vários componentes distintos que juntos descrevem 
o problema físico a ser analisado, bem como os resultados a serem obtidos. Um modelo de 
análise consiste no mínimo da seguinte informação: geometria discretizada, propriedades das 
seções dos elementos, dados dos materiais, cargas e condições de contorno, tipo da análise e 
requisitos para os dados de saída. 
Geometria discretizada 
Elementos finitos e nós definem a geometria básica de uma estrutura física modelada no 
ABAQUS. Cada elemento no modelo representa uma porção discreta da estrutura física, a 
qual por sua vez é representada por muitos elementos interconectados. Os elementos são 
conectados uns aos outros por meio de nós compartilhados entre eles. As coordenadas dos nós 
e a conectividade dos elementos – isto é, quais nós pertencem a quais elementos – 
compreendem a geometria do modelo. O conjunto de todos os elementos e nós de um modelo 
é chamado de malha. Geralmente a malha será apenas uma aproximação da geometria real da 
estrutura. 
 
O tipo do elemento, sua forma e localização, bem como o número total de elementos usados 
na malha, afeta o resultado obtido de uma simulação. Quanto maior a densidade da malha, ou 
seja, quanto maior o número de elementos na malha, mais precisos são os resultados. À 
medida que a densidade da malha aumenta, o resultado da análise converge para uma solução 
única e o tempo de computação necessário para a execução da análise também aumenta. A 
solução obtida do modelo numérico é geralmente uma aproximação da solução do problema 
físico simulado. A quantidade de aproximações feitas na geometria do modelo, no 
comportamento dos materiais, nas condições de contorno e no carregamento determina quão 
bem a simulação representa o problema real. 
Propriedades da seção do elemento 
O ABAQUS dispõe de uma vasta gamade elementos, muitos dos quais possuem geometria 
não completamente definida pelas coordenadas de seus nós. Por exemplo, as camadas de uma 
casca composta ou as dimensões de uma viga de seção I não são definidas pelos nós de um 
elemento. Esses dados geométricos adicionais são definidos como propriedades físicas do 
elemento e são necessários para definir a geometria do modelo completamente. 
Dados sobre os materiais 
Na prática, é difícil obter informações precisas sobre os materiais. Em geral se trabalha com 
representações aproximadas. Particularmente para os modelos de materiais mais complexos, a 
validade dos resultados obtidos com o ABAQUS fica limitada pela precisão e quantidade dos 
dados dos materiais. 
 6
Cargas e condições de contorno 
As cargas aplicadas distorcem a estrutura, produzindo nela tensões internas. As formas mais 
comuns de carregamentos incluem: 
 cargas localizadas (ou puntuais); 
 cargas de compressão ou tração distribuídas em superfícies; 
 cargas distribuídas nas bordas e momentos aplicados nas bordas de placas; 
 forças de corpo, tal como a força de gravidade; e 
 cargas térmicas. 
As condições de contorno são usadas para obrigar porções do modelo a permanecerem fixas 
(deslocamentos nulos) ou sofrerem um deslocamento prescrito (deslocamentos não-nulos). 
 
Numa análise estática é necessário definir condições de contorno suficientes para evitar que o 
modelo sofra movimento de corpo rígido em qualquer direção. Caso contrário a matriz de 
rigidez torna-se singular e a análise é abortada. O ABAQUS emite uma mensagem de alerta 
caso detecte algum problema desse tipo durante a análise. É importante aprender a interpretar 
essas mensagens de erro. Se aparece uma mensagem “numerical singularity” ou “zero pivot” 
durante uma análise estática de tensões, deve-se verificar se falta ao modelo, no todo ou em 
parte, restrições contra translações ou rotações de corpo rígido. 
 
Numa análise dinâmica as forças de inércia evitam que o modelo sofra movimento infinito, 
contanto que todas as partes do modelo tenham alguma massa; portanto, mensagens de erro 
numa análise dinâmica usualmente indicam algum outro tipo de problema na modelagem, tal 
como plasticidade excessiva. 
Tipo de análise 
O ABAQUS pode executar muitos tipos diferentes de simulações. Todavia, neste documento 
trata-se apenas de análises de tensões estáticas e dinâmicas. 
 
Numa análise estática obtém-se a resposta da estrutura a longo prazo, em função das cargas 
aplicadas. Já nas análises dinâmicas, o interesse está em obter a resposta dinâmica da estrutura 
em função do carregamento aplicado, por exemplo, o efeito de uma carga súbita num 
componente, tal como ocorre durante um impacto, ou a resposta de um edifício num 
terremoto. 
Requisitos de saída 
Uma simulação com ABAQUS pode gerar uma quantidade considerável de resultados. Para 
evitar o gasto excessivo de espaço em disco, pode-se limitar os dados de saída apenas aos 
necessários para a adequada interpretação dos resultados. 
 
Geralmente um pré-processador tal qual o ABAQUS/CAE é utilizado para definir os 
componentes necessários do modelo. 
 
 
 
 7
2.2 Introdução ao ABAQUS/CAE 
2.2.1 Componentes da janela principal 
 
Figura 2–2 Componentes da janela principal. 
 
 
Model Tree 
A Model Tree (árvore do modelo) dá uma visão geral gráfica do modelo e dos objetos que ele 
contém, tais como componentes (parts), materiais, passos, cargas, e requisitos de saída. Além 
disso, a Model Tree fornece ao usuário um meio conveniente e centralizado dele transitar 
entre os diversos módulos da aplicação e gerenciar os muitos objetos que fazem parte de um 
modelo numérico. Se o seu arquivo contém mais de um modelo, você pode usar a Model Tree 
para mexer num modelo ou no outro. Quando se familiariza com a Model Tree, você descobre 
que pode executar rapidamente a maioria das ações encontradas no menu principal, nas várias 
toolboxes, e nos diversos gerenciadores (managers). Para mais informação, veja “Working 
with the Model Tree,” Section 3.5 of the ABAQUS/CAE User's Manual. 
 8
2.3 Exemplo: criando um modelo de uma grua suspensa com ABAQUS/CAE 
Este exemplo de uma grua suspensa, mostrado na Figura 2-5, introduz você no processo de 
modelagem com o ABAQUS/CAE usando a Model Tree e mostrando os passos básicos que 
devem ser seguidos para criar e analisar um modelo simples. A grua é uma estrutura bem 
simples, constituída de uma treliça formada por barras articuladas, com o apoio esquerdo 
engastado e o direito articulado com translação vertical impedida e horizontal liberada. As 
barras podem girar livremente nos nós. A estrutura é impedida de se mover fora do seu plano. 
Primeiro se faz uma simulação com o ABAQUS/Standard para determinar a deformação da 
treliça sob carga estática, bem como o pico de tensão em suas barras, quando uma carga de 
10 kN é aplicada, como mostrado na Figura 2-5. A simulação é executada uma segunda vez 
no ABAQUS/Explicit admitindo-se a hipótese de que a carga é aplicada subitamente, para 
estudar a resposta dinâmica da estrutura. 
Figura 2–5 Esquema de uma grua suspensa. 
 
Todas as barras são hastes de aço com seção circular de 5 mm de diâmetro. 
Para este exemplo você irá executar as seguintes tarefas: 
 Esboçar a geometria bi-dimensional e criar uma peça (part) representando a treliça. 
 Definir as propriedades do material e as propriedades das seções para a treliça. 
 Construir o modelo. 
 Configurar o procedimento de análise e os requisitos de saída. 
 Aplicar cargas e condições de contorno à treliça. 
 Gerar a malha de elementos finitos. 
 Criar um JOB e submetê-lo para análise. 
 Visualizar os resultados da análise. 
Um script Python para este exemplo está disponível em “Overhead hoist frame,” Section A.1. 
Quando rodado no ABAQUS/CAE, esse script cria o modelo completo de análise para este 
problema. Rode o script se você tiver dificuldades seguindo as instruções dadas abaixo, ou se 
 9
você quiser verificar o seu trabalho. No Appendix A, “Example Files.” são dadas instruções 
sobre como localizar e rodar o script. 
Como já mencionado, assume-se que você irá usar o ABAQUS/CAE para gerar o modelo. 
Entretanto, se você não tem acesso ao ABAQUS/CAE ou outro pré-processador, o arquivo de 
entrada que define este problema pode ser criado manualmente, como discutido em “Creating 
an input file,” Section 2.3 of Getting Started with ABAQUS/Standard: Keywords Version. 
As instruções deste guia pressupõem que você está usando um mouse com 3 botões. Assim, o 
botão esquerdo é o botão 1, o do meio o botão 2 e o direito o botão 3. Se você estiver usando 
um mouse de apenas 2 botões, deve clicar simultaneamente os dois botões para simular o 
efeito do botão do meio. 
2.3.1 Unidades 
Antes de começar a definir este ou qualquer outro modelo, você deve decidir qual sistema de 
unidade irá utilizar. O ABAQUS não possui um sistema de unidades nativo. Todos os dados 
fornecidos pelo usuário devem ser especificados em unidades consistentes. Alguns sistemas 
de unidades consistentes são mostrados na Tabela 2–1. 
Tabela 2–1 Unidades consistentes. 
Quantity SI SI (mm) US Unit (ft) US Unit (inch) 
Length m mm ft in 
Force N N Lbf lbf 
Mass kg tonne (103 kg) Slug lbf s2/in 
Time s s s s 
Stress Pa (N/m2) MPa (N/mm2) Lbf/ft2 psi (lbf/in2) 
Energy J mJ (10–3 J) ft lbf in lbf 
Density kg/m3 tonne/mm3 slug/ft3 lbf s2/in4 
Neste guia utiliza-se o sistema internacional de unidades (SI). 
2.3.2 Criando uma peça, ou componente 
As peças, ou parts, definem a geometria dos componentes individuais do seu modelo e, 
portanto, constituem os blocos com os quais os modelos são construídos no ABAQUS/CAE. 
Você pode criar peças que são nativas do ABAQUS/CAE, ou pode importar peças criadas em 
outras aplicações, como uma representação geométrica ou uma malha de elementos finitos.Você iniciará o problema da grua suspensa criando uma peça reticulada deformável bi-
dimensional. Você faz isso desenhando a geometria da treliça. O ABAQUS/CAE entra no 
editor de geometria (Sketcher) automaticamente quando você cria uma peça. 
Freqüentemente o ABAQUS/CAE mostra uma curta mensagem na área de prompt indicando 
o que você deveria fazer a seguir, como mostrado na Figura 2–6. 
 10
Figura 2–6 Mensagens e instruções são mostradas na área de prompt (prompt area). 
 
Clique no botão Cancel para cancelar a tarefa corrente. Clique no botão Previous para 
cancelar o passo corrente na tarefa e retornar ao passo anterior (Figura 2-6). 
Para criar a treliça da grua suspensa: 
1. Se você ainda não iniciou o ABAQUS/CAE, digite abaqus cae, onde abaqus é o 
comando usado para executar o ABAQUS. 
Quando o ABAQUS é instalado no seu computador, o instalador automaticamente 
configura a variável de ambiente PATH, do sistema, registrando a sua localização. Assim, 
o ideal é que antes de chamar o ABAQUS você crie uma seção DOS 
(Iniciar/Executar/cmd), torne o diretório do seu modelo o diretório corrente e de dentro 
dele chame o ABAQUS. Dessa forma uma série de arquivos temporários serão criados no 
próprio diretório do seu modelo. Caso contrário, os arquivos temporários serão criados no 
diretório corrente, seja ele qual for. 
2. Selecione Create Model Database da janela Start Session que aparece. 
O ABAQUS/CAE então entra no módulo Part. A Model Tree aparece ao lado esquerdo 
da janela principal. Entre a Model Tree e o canvas fica a Part module toolbox. Uma 
toolbox contém um conjunto de ícones que permite aos usuários experientes bypassar o 
menu principal. Para muitas ferramentas, quando você seleciona um item do menu 
principal ou da Model Tree, a ferramenta correspondente é realçada na toolbox de forma 
que você pode perceber sua localização. 
3. Na Model Tree, clique duas vezes no contêiner Parts para criar uma nova peça. 
A janela Create Part aparece. O ABAQUS/CAE também mostra instruções na prompt 
area para guiá-lo durante o procedimento. 
Você usa a janela Create Part para nomear a peça, escolher seu espaço de modelagem, 
seu tipo e característica básica e para configurar seu tamanho aproximado. Você pode 
editar e renomear uma peça depois de criá-la; você pode também mudar seu espaço de 
modelagem e o seu tipo mas não sua característica básica. 
4. Dê o nome Frame à peça. Escolha um corpo deformável plano bi-dimensional (a two-
dimensional planar deformable body) e reticulado (wire base feature). 
5. No campo Approximate size escreva 4.0. 
O valor informado no campo Approximate size na parte de baixo da janela configura o 
tamanho aproximado da nova peça. O tamanho que você informa é usado pelo 
ABAQUS/CAE para calcular o tamanho da área de desenho e o espaçamento da grade de 
 11
referência. Você deve selecionar esse valor pensando na maior dimensão da sua peça. 
Relembra-se que o ABAQUS/CAE não usa unidades específicas, mas as unidades devem 
ser consistentes durante toda a criação do modelo. Neste modelo usa-se o sistema SI de 
unidades. 
6. Clique Continue para sair da tela Create Part. 
O ABAQUS/CAE quando ativado entra automaticamente no Sketcher. A toolbox do 
Sketcher aparece no lado esquerdo da janela principal e a grade de referência aparece na 
viewport. O Sketcher contém um conjunto de ferramentas básicas que permitem que você 
desenhe o perfil bi-dimensional da sua peça (part). O ABAQUS/CAE entra no Sketcher 
quando você cria ou edita uma peça. Para terminar de usar uma ferramenta, clique o botão 
do meio do mouse na viewport (se você estiver usando um mouse 3 botões) ou selecione 
uma outra ferramenta. 
Dica: Como todas as ferramentas no ABAQUS/CAE, se você simplesmente posiciona 
o cursor sobre uma ferramenta na toolbox do Sketcher por um momento, uma pequena 
janela aparece e dá uma breve descrição sobre a ferramenta. Quando você seleciona 
uma ferramenta, ela fica com o fundo branco. 
Alguns aspectos do Sketcher ajudam você a desenhar a geometria desejada: 
 A grade (grid) do Sketcher ajuda você a posicionar o cursor e alinhar objetos na 
viewport. 
 Linhas tracejadas indicam os eixos X e Y do desenho e se interceptam na origem do 
desenho. 
 Uma tríade no canto inferior esquerdo da viewport indica a relação entre o plano do 
desenho e a orientação da peça em relação ao sistema de coordenadas global. 
 Quando você seleciona uma ferramenta de desenho, o ABAQUS/CAE mostra as 
coordenadas X- e Y- do cursor no canto superior esquerdo da viewport. 
7. Use a ferramenta Create Isolated Point localizada no canto superior esquerdo da 
toolbox do Sketcher para começar a desenhar a geometria da treliça definindo pontos 
isolados. Crie três pontos com as seguintes coordenadas: (-1.0, 0.0), (0.0, 0.0), e 
(1.0, 0.0). As posições desses pontos representam a localização dos nós na parte 
inferior da treliça. Restaure o desenho usando a ferramenta Auto-Fit View , na barra 
de ferramentas, para ver os três pontos. 
Clique o botão do meio do mouse em qualquer lugar na viewport para abandonar a 
ferramenta para geração de ponto isolado. 
8. As posições dos nós na parte superior da treliça não são óbvias mas podem ser facilmente 
determinadas tirando-se partido do fato que as barras da treliça formam ângulo de 60° 
entre si. Neste caso, pode-se usar algumas facilidades que o software oferece para 
determinar esses pontos. 
Você pode criar alguns elementos auxiliares no Sketcher que ajudam a posicionar e 
alinhar as entidades geométricas do seu modelo (essas facilidades são chamadas na 
documentação do ABAQUS de construction geometry). O Sketcher permite adicionar 
 12
linhas d e construção e círculos ao desenho; além disso, os próprios pontos isolados 
podem ser considerados como auxiliares para a definição da geometria do modelo. 
Para mais informações sobre construction geometry, veja “Creating construction 
geometry,” Section 19.10 of the ABAQUS/CAE User's Manual. 
a. Use a ferramenta Create Construction: Line at an Angle para criar linhas 
auxiliares angulares passando por cada ponto criado no passo 8. Para selecionar a 
ferramenta angular construction line, faça o seguinte: 
i. Note os pequenos triângulos pretos na base de alguns ícones na toolbox. 
Esses triângulos indicam a presença de ícones escondidos que podem ser 
revelados. Clique na ferramenta Create Construction: Horizontal Line 
Thru Point localizada a centro-esquerda da toolbox do Sketcher, mas 
não solte o botão do mouse. Note que aparecerão ícones adicionais. 
ii. Sem soltar o botão do mouse, mova o cursor sobre o conjunto de ícones 
que aparece, até encontrar a ferramenta angular construction line. Então 
solte o botão do mouse para selecionar essa ferramenta. 
A ferramenta de desenho angular construction line aparece na toolbox do Sketcher 
com o fundo branco indicando que ela foi selecionada. 
b. Entre com o valor 60.0 na prompt area como o ângulo que a construction line fará 
com a horizontal. 
c. Posicione o cursor no ponto (–1.0, 0.0) e clique nele para criar uma construction line. 
9. De modo similar, crie construction lines passando pelos outros dois pontos criados no 
passo 8. 
a. Crie outra angular construction line fazendo 60° com a horizontal passando pelo 
ponto (0.0, 0.0). 
b. Crie duas angular construction lines fazendo 120° com a horizontal passando pelos 
pontos (0.0, 0.0) e (1.0, 0.0). (Você terá que sair da ferramenta de desenho clicando 
o botão do meio do mouse na viewport e então selecionando novamente a 
ferramenta para entrar com outro valor de ângulo.) 
O esquema com os pontos isolados e as construction lines está mostrado is na Figura 
2–7. Nessa figura a ferramenta Sketcher Options foi usada para omitir a 
visibilidade de qualquer outra linha da grelha. 
 13
Figura 2–7 Elementos auxiliarespara construção do desenho do modelo: pontos e 
linhas. 
 
 
10. Se você cometer erros enquanto utiliza o Sketcher, pode apagar elementos da seguinte 
maneira: 
a. Clique na ferramenta Delete Entities na toolbox do Sketcher. 
b. Na viewport, clique na linha para selecioná-la. 
O ABAQUS/CAE destaca a linha selecionada em vermelho. 
c. Clique o botão do meio do mouse na viewport para apagar a linha selecionada. 
d. Repita os passos b e c tantas vezes quantas necessário. 
e. Clique o botão do meio do mouse na viewport ou clique no botão Done na prompt 
area para terminar de utilizar a ferramenta Delete Entities. 
11. Crie linhas para definir a treliça. Quando você está criando entidades no desenho e move o 
cursor sobre o esquema, o ABAQUS/CAE mostra determinados pontos pré-selecionados 
(por exemplo, nas interseções entre elementos) que ajudam a alinhar os objetos com 
precisão. Usando a ferramenta Create Lines: Connected localizada no canto superior 
direito da toolbox do Sketcher, conecte os pontos criados com linhas. Também lembre-se 
de criar as linhas internas representando as barras de travamento da treliça. O desenho 
final é mostrado na Figura 2–8. 
 14
Figura 2–8 Esquema da geometria da treliça. 
 
12. Da prompt area (na parte de baixo da janela principal), clique em Done para sair do 
Sketcher. 
Nota: Se você não consegue ver o botão Done na prompt area, continue clicando o 
botão do meio do mouse na viewport até ele aparecer. 
13. Antes de continuar, grave seu modelo num model database file. 
a. No menu principal, selecione File Save. O diálogo Save Model Database As 
aparecerá. 
b. Digite um nome para o banco de dados do novo modelo no campo File Name, e 
clique em OK. Não é necessário incluir a extensão do arquivo; O ABAQUS/CAE 
automaticamente acrescenta a extensão “.cae” ao nome do arquivo. 
O ABAQUS/CAE guarda o banco de dados num novo arquivo e retorna ao 
módulo Part. A localização e o nome do arquivo do seu modelo aparecem na 
barra de título da janela do Abaqus. 
Você deve sempre salvar seu modelo a intervalos regulares (por exemplo, a cada vez que você 
comuta entre módulos); o ABAQUS/CAE não salva o modelo automaticamente. 
2.3.3 Criando um material 
Neste problema todas as barras do modelo são constituídas de aço e aSteelssumidas como 
elásticas lineares com Módulo de Young igual a 200 GPa e coeficiente de Poisson de 0,3. 
Assim, você vai criar um único material elástico linear com essas propriedades. 
Para definir um material: 
1. Na Model Tree, clique duas vezes sobre o contêiner Materials para criar um novo 
material. 
O ABAQUS/CAE comuta para o módulo Property, e a janela Edit Material aparece. 
2. Dê o nome Steel para o material. 
3. Use a barra de menus sob a browser area do editor de materiais para revelar menus 
contendo todas as opções disponíveis de materiais. Alguns dos itens do menu contêm 
submenus; por exemplo, a Figura 2–9 mostra as opções disponíveis para o item 
 15
Mechanical Elasticity. Quando você seleciona uma opção de material, o 
formulário de entrada de dados apropriado aparece abaixo do menu. 
Figura 2–9 Submenus disponíveis no menu Mechanical Elasticity. 
 
4. Da barra de menus do editor de materiais, selecione Mechanical Elasticity
Elastic. 
O ABAQUS/CAE mostrará o formulário de dados para a opção Elastic. 
5. Digite o valor de 200.0E9 para o módulo de Young e o valor 0.3 para o coeficiente 
de Poisson nos campos respectivos. Use [Tab] ou mova o cursor para uma nova célula 
e clique nela para mudar de célula. 
6. Clique OK para sair do editor de materiais. 
2.3.4 Definindo e atribuindo propriedades às seções 
Você define as propriedades de uma peça (part) por meio de seções. Após criar uma seção, 
você pode utilizar um dos dois métodos abaixo para atribuir a seção à peça na viewport 
corrente. 
 Você pode simplesmente selecionar a região da peça e atribuir a seção à região 
selecionada. 
 Você pode usar o recurso Set toolset para criar um conjunto homogêneo contendo a 
região e atribuir a seção a todo o conjunto. 
 
Para o modelo em questão você criará uma única seção de treliça que será atribuída à 
estrutura selecionando-se todo o modelo na viewport. A seção irá se referir ao material Steel 
que você já criou, bem como definir a área da seção transversal para as barras da treliça. 
Definindo uma seção de treliça 
Uma seção de treliça requer somente uma referência a um material e a área da seção 
transversal. Lembre-se que as barras do modelo possuem seção circular com 0,005 m de 
diâmetro. Assim, sua área de seção transversal é 1.963 × 10–5 m2. 
Dica: Você pode usar a linha de comando (CLI) como uma calculadora simples. Por 
exemplo, para calcular a área da seção transversal das barras da treliça, clique na guia no 
canto inferior esquerdo da janela do ABAQUS/CAE para ativar a linha de comentário, digite 
3.1416*0.005**2/4.0 no prompt de comando, e tecle [Enter]. O valor da área da seção 
transversal será mostrado na CLI. 
 16
Para definir uma seção de treliça: 
1. Na Model Tree, dê um duplo clique no contêiner Sections para criar uma seção. 
Aparecerá a janela Create Section. 
2. Na janela Create Section: 
a. Dê o nome FrameSection à seção. 
b. Na lista Category, selecione Beam. 
c. Na lista Type, selecione Truss. 
d. Clique em Continue. 
Aparecerá a janela Edit Section. 
3. Na janela Edit Section: 
a. Aceite a seleção default de Steel para o Material associado com a seção. Se 
você definiu outros materiais, você deveria clicar lista de materiais e selecionar 
um deles. 
b. No campo Cross-sectional area, entre com o valor 1.963E-5. 
c. Clique em OK. 
Atribuindo a seção à estrutura 
A seção FrameSection deve ser atribuída à estrutura. 
Para atribuir a seção à estrutura: 
1. Na Model Tree, expanda o ramo para a part chamada Frame clicando no símbolo “ ” 
do contêiner Parts e, em seguida, clique no “ ” para expandir o item Frame. 
2. Dê um duplo clique em Section Assignments na lista de atributos da peça que 
aparece. 
O ABAQUS/CAE mostra mensagens na prompt area para guiar você ao longo do 
procedimento. 
3. Selecione a peça inteira ou a região à qual a seção será aplicada. 
a. Clique no canto superior esquerdo da viewport. 
b. Arraste o mouse de forma a criar um retângulo em volta da treliça. 
c. Solte o botão do mouse. 
O ABAQUS/CAE realça a estrutura toda, indicando que ela foi selecionada. 
4. Clique o botão do meio do mouse na viewport ou clique em Done na prompt area para 
aceitar a geometria selecionada. 
A janela Edit Section Assignment aparece contendo uma lista de seções existentes. 
5. Aceite a seleção default FrameSection e clique em OK. 
 17
O ABAQUS/CAE atribui a seção de treliça à estrutura, colorindo-a de azul claro para 
indicar que a região possui uma configuração de seção, e fecha a janela Edit Section 
Assignment. 
2.3.5 Definindo a montagem (assembly) 
Cada peça (part) que você cria está orientada no seu próprio sistema de coordenadas e é 
independente das outras peças do modelo. Embora possa conter muitas partes, um modelo 
possui apenas uma montagem. Você define a geometria da montagem criando instâncias da 
peça e então posicionando as instâncias relativamente umas às outras num sistema global de 
coordenadas. Uma instância pode ser dependente ou independente. Instâncias de peças 
independentes têm sua malha gerada individualmente, enquanto a malha da instância de uma 
peça dependente é associada com a malha da peça original. Para mais detalhes sobre isso, veja 
“Working with part instances,” Section 13.3 of the ABAQUS/CAE User's Manual. Por 
default, instâncias de peças são sempre dependentes. 
Para este problema você vai criar uma única instância da sua treliça. O ABAQUS/CAE 
posiciona a instância de forma que a origem do esquema que define a estrutura se sobreponhaao sistema de coordenadas default da montagem. 
Para definir a montagem: 
1. Na Model Tree, expanda o contêiner Assembly e dê um duplo clique em Instances na 
lista que aparece. 
O ABAQUS/CAE comuta para o módulo Assembly, e a janela Create Instance 
aparece. 
2. Na janela Create Instance, selecione Frame e clique em OK. 
O ABAQUS/CAE cria uma instância da grua suspensa. Neste exemplo a única instância da 
treliça define a montagem. A estrutura é mostrada no plano 1–2 do sistema global de 
coordenadas (um sistema retangular cartesiano). Uma tríade no canto inferior esquerdo da 
viewport indica a orientação do modelo com respeito à vista. Uma segunda tríade na viewport 
indica a origem e orientação do sistema global de coordenadas (eixos -, -, e -). O eixo 
global 1- é o eixo horizontal da grua, o eixo global 2 é o eixo vertical, e o eixo global 3 é 
normal ao plano da estrutura. Para problemas bi-dimensionais como este o ABAQUS exige 
que o modelo esteja num plano paralelo ao plano global 1-2. 
2.3.6 Configurando a análise 
Agora que você já criou sua montagem, pode configurar sua análise. Nesta simulação nós 
estamos interessados na resposta estática da grua a uma carga de 10 kN aplicada no seu 
centro, com o apoio esquerdo engastado e o direito com a rotação e a translação na direção 2 
liberadas (ver Figura 2–5). Este é um único evento, de forma que um único passo da análise é 
necessário para esta simulação. Assim, no todo a análise consistirá de apenas dois passos: 
 Um passo inicial, no qual você irá aplicar as condições de contorno que restringem os 
graus de liberdade nos apoios da treliça. 
 Um passo de análise, no qual você irá aplicar uma carga concentrada no centro da 
treliça. 
 18
O ABAQUS/CAE gera o passo inicial automaticamente, mas o passo de análise deve ser 
criado por você. Você deve também solicitar a saída de resultados para quaisquer passos de 
análise. 
Existem dois tipos de passos de análise no ABAQUS: passos de análise gerais, que podem ser 
utilizados para analisar respostas lineares e não-lineares, e passos de perturbação linear, que 
podem ser usados para analisar somente problemas lineares. No ABAQUS/Explicit estão 
disponíveis somente passos de análise gerais. Para esta simulação você irá definir um passo de 
perturbação estática linear. Procedimentos de perturbação são discutidos em Chapter 11, 
“Multiple Step Analysis.” 
Criando um passo de análise 
Crie um passo de perturbação linear estática que se seguirá ao passo inicial de análise. 
Para criar um passo de perturbação linear estática: 
1. Na Model Tree, clique duas vezes no contêiner Steps para criar um passo. 
O ABAQUS/CAE comuta para o módulo Step, e a janela Create Step aparece. Uma 
lista de todos os procedimentos gerais e um nome default para o passo (“Step-1”) são 
fornecidos. 
2. Mude o nome do passo para “Apply load”. 
3. Selecione Linear perturbation como o Procedure type. 
4. Da lista de procedimentos de perturbação linear na janela Create Step selecione 
Static, Linear perturbation e clique em Continue. 
A janela Edit Step aparece com as configurações default para um passo de 
perturbação estática linear. 
5. A guia Basic é selecionada por default. No campo Description, digite “10 kN 
central load”. 
6. Clique na guia Other para ver seu conteúdo; você pode aceitar os valores default 
fornecidos para o passo. 
7. Clique em OK para criar o passo e sair da janela Edit Step. 
Requisitando dados de saída 
As análises por elementos finitos podem gerar uma quantidade considerável de resultados. O 
ABAQUS permite que você controle e gerencie essa saída de forma que somente os dados 
estritamente necessários para interpretar os resultados de sua simulação sejam produzidos. 
Quatro tipos de saída estão disponíveis para uma análise do ABAQUS: 
 Os resultados são armazenados num arquivo binário neutro usado pelo 
ABAQUS/CAE para pós-processamento. Esse arquivo é chamado de ABAQUS output 
database file e possui extensão “.odb”. 
 Tabelas impressas de resultados, escritas num arquivo tipo ABAQUS data file (.dat). 
A saída do arquivo .dat está disponível apenas no ABAQUS/Standard. 
 19
 Restart data usados para continuar uma análise interrompida, escritos num arquivo 
tipo ABAQUS restart file (.res). 
 Resultados guardados em arquivos binários para pós-processamento posterior com 
software de terceiros, escritos num arquivo tipo ABAQUS results file (.fil). 
 
Você irá utilizar apenas o primeiro desses arquivos na simulação da grua suspensa. Uma 
discussão detalhada sobre a saída do arquivo .dat pode ser consultada em “Output to the 
data and results files,” Section 4.1.2 of the ABAQUS Analysis User's Manual. 
Por default, o ABAQUS/CAE escreve os resultados da análise no output database file (.odb). 
Quando você cria um passo, o ABAQUS/CAE automaticamente gera a saída default para 
aquele passo. Uma lista de variáveis pré-selecionadas escritas por default no output database 
file é dada em ABAQUS Analysis User's Manual. Você não precisa fazer nada para aceitar 
esses defaults. Você usa o Field Output Requests Manager para requisitar a saída de 
variáveis que devem ser escritas com baixa freqüência no output database, acerca do modelo 
inteiro, ou de uma grande porção do modelo. Você usa o History Output Requests Manager 
para requisitar a saída de variáveis que devem ser escritas com altas freqüências no output 
database referentes a uma pequena parte do modelo; por exemplo, o deslocamento de um 
único nó. 
Para este exemplo você irá examinar os requisitos de saída para o arquivo .odb e aceitar a 
configuração default. 
Para examinar seus requisitos de saída para o .odb file: 
1. Na Model Tree, clique o botão direito do mouse no contêiner Field Output Requests 
e selecione Manager do menu que aparece. 
O ABAQUS/CAE mostra o Field Output Requests Manager. Esse gerenciador 
mostra uma lista em ordem alfabética dos requisitos de saída do lado esquerdo da 
janela. Os nomes de todos os passos da análise aparecem no topo da janela em ordem 
de execução A tabela formada por essas duas listas mostra o estado de cada requisito 
de saída em cada passo. 
Você pode usar o Field Output Requests Manager para fazer o seguinte: 
 Selecionar as variáveis que o ABAQUS irá escrever no output database. 
 Selecionar os pontos da seção para os quais o ABAQUS irá gerar dados de 
saída. 
 Selecionar a região do modelo para a qual o ABAQUS irá gerar dados de 
saída. 
 Mudar a freqüência com a qual o ABAQUS irá gravar dados no output 
database. 
2. Reveja os requisitos de saída default que ABAQUS/CAE gera para o passo Static, 
Linear perturbation que você criou e nomeie-o Apply load. 
Clique na célula Created na tabela; ela ficará destacada. A seguinte informação 
relacionada à célula é mostrada na legenda na parte de baixo do gerenciador: 
 O tipo de procedimento de análise realizado no passo naquela coluna. 
 20
 A lista de variáveis requisitadas para os resultados. 
 O status da requisição de saída (output). 
3. No lado direito do Field Output Requests Manager, clique em Edit para ver 
informações mais detalhadas acerca da requisição de saída. 
O field output editor aparece. Na região Output Variables da janela, há uma text box 
que lista todas as variáveis que serão listadas na saída. Se você altera um requisito de 
saída é sempre possível torná-lo à configuração default clicando em Preselected 
defaults acima da text box. 
4. Clique nas setas próximas a cada categoria de variáveis de saída para ver exatamente 
quais variáveis serão listadas. As caixinhas próximas ao título de cada categoria 
permitem que você veja de relance se todas as variáveis naquela categoria serão 
listadas. Uma marca preta indica que todas as variáveis serão listadas, enquanto uma 
marca cinza indica que somente algumas variáveis serão listadas. 
Combase nas seleções mostradas na base da janela, os dados serão gerados em 
qualquer ponto default da seção no modelo e serão escritos no output database após 
cada incremento durante a análise. 
5. Clique em Cancel para fechar o field output editor, já que você não deverá desejar 
fazer qualquer mudança nos requisitos default de saída neste momento. 
6. Clique em Dismiss para fechar o Field Output Requests Manager. 
Nota: Qual a diferença entre os botões Dismiss e Cancel? Os botões Dismiss 
aparecem nas janelas que contêm dados que você não pode modificar. Por exemplo, o 
Field Output Requests Manager permite a você ver requisitos de saída, mas você 
deve utilizar o field output editor para modificar aqueles requisitos. Ao clicar no botão 
Dismiss você simplesmente fecha o Field Output Requests Manager. Em 
contrapartida, os botões Cancel aparecem nas janelas onde você pode efetuar 
mudanças. Clicar Cancel fecha a janela sem salvar suas mudanças. 
7. Reveja o histórico dos requisitos de saída de forma similar clicando o botão direito do 
mouse no contêiner History Output Requests na Model Tree e abrindo o history 
output editor. 
2.3.7 Aplicando condições de contorno e cargas ao modelo 
Condições prescritas, tais como cargas e condições de contorno, são dependentes dos passos 
em que elas estão, o que significa dizer que você deve especificar o passo ou os passos nos 
quais elas se tornam ativas. Agora que você definiu os passos da análise, você pode definir 
condições prescritas. 
Aplicando condições de contorno à estrutura 
Em análise estrutural, as condições de contorno são aplicadas àquelas regiões do modelo onde 
os deslocamentos e/ou rotações são conhecidos. Tais regiões podem ter suas deslocabilidades 
restringidas de forma a permanecerem fixas durante a simulação (ter deslocamentos ou 
rotações nulas), ou, então, ter deslocamentos e/ou rotações não nulos especificados. 
 21
Neste modelo a porção inferior esquerda da treliça está completamente restringida, de tal 
forma que não pode se mover em nenhuma direção. A porção inferior direita, entretanto, é 
fixa na direção vertical mas é livre para se mover na direção horizontal. As direções nas quais 
o movimento é possível (liberado) são chamadas “graus de liberdade” (degrees of freedom 
[dof] ). 
A convenção de nomes usada para os graus de liberdade translacionais e rotacionais no 
ABAQUS é mostrada na Figura 2–10. 
Figura 2–10 Notação para os graus de liberdade no ABAQUS. 
 
Para aplicar condições de contorno à treliça: 
1. Na Model Tree, dê um duplo clique no contêiner BCs. 
O ABAQUS/CAE comuta para o módulo Load, e a janela Create Boundary 
Condition aparece. 
2. Na janela Create Boundary Condition: 
a. Nomeie a condição de contorno como “Fixed”. 
b. Da lista de passos, selecione o passo Initial como aquele no qual as 
condições de contorno serão ativadas. Todas as condições de contorno 
mecânicas especificadas no passo Initial devem ter magnitudes zero. Essa 
condição é automaticamente forçada pelo ABAQUS/CAE. 
c. Na lista Category, aceite Mechanical como a seleção default para categoria. 
d. Na lista Types for Selected Step, selecione Displacement/Rotation, e clique 
em Continue. 
O ABAQUS/CAE mostra avisos na prompt area para guiá-lo durante o 
procedimento. Por exemplo, você é intimado a selecionar a região na qual as 
condições de contorno serão aplicadas. 
Para aplicar as condições prescritas a uma região, você pode, ou selecionar a 
região diretamente na viewport, ou aplicar a condição a um conjunto existente 
(um conjunto é uma região do modelo identificada por um nome). Os 
conjuntos (ou blocos) são uma ferramenta conveniente que pode ser utilizada 
para gerenciar modelos grandes e complexos. Neste modelo simples você não 
vai fazer uso de conjuntos. 
 22
3. Na viewport, selecione o vértice inferior esquerdo da treliça como a região à qual a 
condição de contorno será aplicada. 
4. Clique o botão do meio do mouse na viewport ou clique em Done na prompt area para 
indicar que você terminou de selecionar regiões. 
A janela Edit Boundary Condition aparece. Quando você está definindo uma 
condição de contorno no passo inicial, todos os graus de liberdade estão liberados por 
default. 
5. Na janela, faça o seguinte: 
a. Marque U1 e U2 pois todos os graus de liberdade translacionais precisam ser 
restringidos. 
b. Clique em OK para criar a condição de contorno e fechar a janela. 
O ABAQUS/CAE mostra duas pontas de flecha no vértice indicando os graus 
de liberdade restringidos. 
6. Repita o procedimento acima para restringir o grau de liberdade U2 no vértice no 
canto inferior direito da treliça. Nomeie essa condição de contorno como Roller. 
7. Na the Model Tree, clique o botão direito do mouse no contêiner BCs e selecione 
Manager do menu que aparece. 
O ABAQUS/CAE mostra o Boundary Condition Manager. O gerenciador indica 
que as condições de contorno estão Created (ativadas) no passo inicial e são 
Propagated from base state (continuam a estar ativas) no passo de análise Apply 
load. 
8. Clique em Dismiss para fechar o Boundary Condition Manager. 
Neste exemplo todas as restrições de apoio estão nas direções globais 1- e 2-. Em muitos 
casos são necessárias restrições em direções não alinhadas com as direções globais. Nesses 
casos você pode definir um sistema de coordenadas local para aplicação das condições de 
contorno. O exemplo de uma placa esconsa no Chapter 5, “Using Shell Elements,” demonstra 
como fazer isso. 
Aplicando uma carga à treliça 
Agora que a treliça já está restringida você pode aplicar uma carga a ela. No ABAQUS o 
termo load (como no módulo Load no ABAQUS/CAE) geralmente se refere a qualquer coisa 
que induz uma mudança na resposta de uma estrutura em relação ao seu estado inicial, 
incluindo: 
 forças concentradas, 
 pressões, 
 condições de contorno não-zero, 
 forças de corpo, e 
 temperatura (com expansão térmica do material definido). 
 23
Algumas vezes o termo load é usado para se referir especificamente a quantidades do tipo 
força (como no Load Manager no módulo Load); por exemplo, forças concentradas, 
pressões, e forças de corpo, mas não condições de contorno e temperatura. O real significado 
do termo no caso em questão deve ser depreendido em função do contexto. 
Nesta simulação será aplicada uma força concentrada de 10 kN no sentido negativo da direção 
2- na parte central inferior da treliça; a força é aplicada durante um passo de perturbação 
linear que você criou anteriormente. Na realidade, a situação de uma carga concentrada ou de 
uma força aplicada num ponto nunca ocorre; a força sempre é aplicada sobre uma área finita. 
Entretanto, se a área sendo carregada é pequena, é razoável tratá-la como carga concentrada. 
Para aplicar uma força concentrada à estrutura: 
1. Na Model Tree, clique o botão direito do mouse no contêiner Loads e selecione 
Manager do menu que aparece. 
Aparece o Load Manager. 
2. Na parte de baixo do Load Manager, clique em Create. 
A janela Create Load aparece. 
3. Na janela Create Load: 
a. Nomeie a força como Force. 
b. Da lista de passos, selecione Apply load como o passo no qual a carga será 
aplicada. 
c. Na lista Category, aceite Mechanical como a seleção de categoria default. 
d. Na lista Types for Selected Step, aceite a seleção default para Concentrated 
force. 
e. Clique em Continue. 
O ABAQUS/CAE mostra avisos na prompt area para guiá-lo através do 
procedimento. Você é solicitado a selecionar uma região à qual a carga será 
aplicada. 
Assim como com as condições de contorno, a região à qual a força será 
aplicada pode ser selecionada ou diretamente na viewport ou de uma lista de 
conjuntos existente. Como foi feito anteriormente, você selecionará a região 
diretamente na viewport. 
4. Na viewport, selecione o vértice na parte inferior central da treliçacomo a região onde 
a carga será aplicada. 
5. Clique o botão do meio do mouse na viewport ou clique em Done na prompt area para 
indicar que você terminou de selecionar regiões. 
A janela Edit Load aparece. 
6. Na janela Edit Load: 
a. Entre com o valor de -10000.0 para CF2. 
b. Clique em OK para criar a carga e fechar a janela. 
 24
O ABAQUS/CAE mostra uma seta apontando para baixo no vértice indicado 
para indicar que a força está aplicada no sentido negativo da direção 2-. 
7. Examine o Load Manager e note que a nova carga está Created (ativada) no passo 
de análise Apply load. 
8. Clique em Dismiss para fechar o Load Manager. 
2.3.8 Gerando a malha do modelo 
Agora você vai gerar a malha de elementos finitos. Você pode escolher a técnica de geração 
de malha que o ABAQUS/CAE irá utilizar para criar a malha, a forma do elemento, e o tipo 
do elemento. A técnica de geração da malha para regiões unidimensionais (como as deste 
exemplo) não pode ser mudada, ou seja, para o caso unidimensional só existe uma técnica de 
geração de malha. O ABAQUS/CAE usa várias técnicas diferentes de geração de malha. A 
técnica de geração de malha default atribuída ao modelo é indicada pela cor do modelo 
quando você entra no módulo Mesh; se o ABAQUS/CAE mostra o modelo em laranja, 
significa que a malha não pode ser gerada automaticamente sem a sua assistência. 
Atribuindo o tipo de elemento 
Nesta seção você irá associar ao modelo um tipo particular de elemento implementado no 
ABAQUS. Embora você vá associar o tipo do elemento agora, você poderia também esperar 
até depois da malha ter sido criada. 
Serão usados elementos de treliça bi-dimensionais para modelar a estrutura. Esses elementos 
são escolhidos porque elementos de treliça, que só suportam tração e compressão axiais, são 
ideais para modelar sistemas reticulados articulados tais como a grua suspensa deste exemplo. 
Para atribuir o tipo de elemento: 
1. Na Model Tree, expanda o item Frame dentro do contêiner Parts. Dê um clique duplo 
em Mesh na lista que aparece. 
O ABAQUS/CAE comuta para o módulo Mesh. O módulo Mesh está disponível 
apenas a partir do menu ou dos ícones da toolbox. 
2. Do menu principal, selecione Mesh Element Type. 
3. Na viewport, selecione a treliça inteira como a região à qual será atribuído um tipo de 
elemento. Na prompt area, clique em Done quando terminar. 
A janela Element Type aparece. 
4. Nessa janela, selecione o seguinte: 
 Standard como a seleção de Element Library (o default). 
 Linear como a Geometric Order (o default). 
 Truss como a Family de elementos. 
5. Na parte de baixo da janela, examine as opções de forma do elemento. Uma breve 
descrição do elemento default selecionado está disponível na parte inferior de cada 
página. 
 25
Uma vez que o modelo é uma treliça bi-dimensional, somente elementos de treliça bi-
dimensionais são mostrados na página Line. Uma descrição do elemento tipo T2D2 
aparece embaixo na janela. O ABAQUS/CAE irá associar elementos T2D2 elements 
com os elementos na malha. 
6. Clique em OK para associar o tipo de elemento e fechar a janela. 
7. Na prompt area, clique em Done para finalizar o procedimento. 
Criando a malha 
A operação de gerar a malha é feita basicamente em duas etapas: primeiro você semeia as 
bordas da instância da peça, e então você gera a malha da instância da peça. Você seleciona o 
número de sementes com base no tamanho desejado do elemento ou no número de elementos 
que você quer ao longo de uma borda, e o ABAQUS/CAE coloca nós da malha nos pontos 
semeados quando é possível. Para este problema você irá criar um elemento para cada barra 
da treliça. 
Para semear e gerar malha no modelo: 
1. Do menu principal selecione Seed Part para semear a instância da peça. 
Nota: Você pode ter maior controle da malha resultante semeando cada borda da peça 
independentemente, mas isso não é necessário neste exemplo. 
A janela Global Seeds aparece. A janela mostra o tamanho default do elemento que o 
ABAQUS/CAE irá usar para semear a peça. Esse tamanho de elemento default é 
baseado no tamanho da peça. Neste caso será usado um valor de semente 
relativamente grande de forma que somente um elemento será criado por região. 
2. Na janela Global Seeds, especifique um global element size aproximado de 1.0, e 
clique em OK para criar as sementes e fechar a janela. 
3. Do menu principal, selecione Mesh Part para gerar a malha na peça. 
4. Dos botões na prompt area, clique em Yes para confirmar que você quer gerar a malha 
naquela instância da peça. 
Dica: Você pode exibir os números dos nós e dos elementos quando dentro do módulo Mesh 
selecionando View Part Display Options no menu principal. Marque Show node labels e 
Show element labels na página Mesh da janela Part Display Options que aparece. 
2.3.9 Criando um job para análise 
Agora que você configurou sua análise, você vai criar um job associado ao seu modelo. 
Para criar um job de análise: 
1. Na Model Tree, dê um duplo clique no contêiner Jobs para criar um job. 
O ABAQUS/CAE comuta para o módulo Job, e a janela Create Job aparece com uma 
lista de modelos no banco de dados de modelos. Quando você terminar de definir seu 
job, o contêiner Jobs mostrará uma lista dos seus jobs. 
 26
2. Nomeie o job como Frame, e clique em Continue. 
A janela Edit Job aparece. 
3. No campo Description, digite Truss. 
4. Na página Submission, selecione Full analysis como o Job Type. Clique em OK 
para aceitar todas as outras configurações default para jobs no job editor e feche a 
janela. 
2.3.10 Checando o modelo 
Tendo gerado o modelo para esta simulação, você agora está pronto para rodar a análise. 
Infelizmente, é possível que haja erros no modelo, devido a dados incorretos ou omitidos. 
Você deve executar um data check antes de rodar a simulação. 
Para executar um data check: 
1. Assegure-se que Job Type está configurado para Full analysis. Na Model Tree, clique 
com o botão direito do mouse no job Frame e selecione Data check do menu que 
aparece. Isto submete seu job à verificação dos dados. 
2. Após submeter seu job, são mostradas algumas informações próximas ao nome do job 
indicando seu status. O status do problema da grua suspensa indica uma das seguintes 
condições: 
 Submitted enquanto o job está sendo submetido à análise. 
 Running enquanto o ABAQUS analisa o modelo. 
 Completed quando a análise está completa, e a saída foi escrita no output 
database. 
 Aborted se o ABAQUS/CAE encontra algum problema no arquivo de entrada 
ou na análise e aborta a análise. Além do mais, o ABAQUS/CAE reporta o 
problema na message area (ver Figura 2–2). 
Durante a análise, o ABAQUS/Standard envia informação ao ABAQUS/CAE para permitir 
que o usuário monitore o progresso do job. Informações sobre o status, dados, log, e arquivos 
de mensagens aparecem na janela job monitor. 
Para monitorar o status de um job: 
1. Na Model Tree, clique o botão direito do mouse no job Frame e selecione Monitor do 
menu que aparece para abrir a janela job monitor. 
A metade superior da janela mostra a informação disponível no arquivo de status 
(.sta) que o ABAQUS cria para a análise. Este arquivo contém um breve resumo do 
progresso de uma análise e é descrito em “Output,” Section 4.1.1 of the ABAQUS 
Analysis User's Manual. A metade inferior da janela mostra a seguinte informação: 
 Clique na guia Log para mostrar os tempos inicial e final para a análise que 
aparecem no arquivo de log (.log). 
 27
 Clique nas guias Errors e Warnings para mostrar os primeiros 10 erros ou os 
primeiros 10 avisos que aparecem nos arquivos de dados (.dat) e mensagens 
(.msg). Se uma região particular do modelo está causando o erro ou o aviso, 
será criado automaticamente um conjunto de nós ou elementos que contém 
aquela região. O nome do conjunto de nós ou elementosaparece junto com o 
erro ou mensagem, e você pode ver o conjunto usando grupos de visualização 
(display groups) no módulo de visualização. 
Não será possível executar a análise até que as causas dos erros ou mensagens 
sejam corrigidas. Além do mais, você deve sempre investigar a razão de 
quaisquer mensagens de alerta para determinar se a ação corretiva é necessária 
ou se as mensagens podem ser ignoradas com segurança. 
Se mais de 10 erros ou alertas são encontrados, a informação sobre os demais 
erros ou alertas pode ser obtida dos arquivos de saída. 
 Clique na guia Output para mostrar um registro de cada linha de dados escrita 
no output database. 
2.3.11 Rodando a análise 
Faça qualquer correção necessária no seu modelo. Quando o data check concluir sem 
mensagens de erro, a análise pode ser rodada. Para fazer isso, na Model Tree, clique o botão 
direito do mouse no job Frame e selecione Submit do menu que aparece. Isto submete seu 
job à análise. 
Você deve sempre executar um data check antes de rodar uma simulação para assegurar-se de 
que o modelo foi definido corretamente e para verificar se há memória e espaço em disco 
suficientes para completar a análise. 
Se se prevê que a simulação vai levar um tempo grande para ser executada, pode ser 
conveniente executá-la em background selecionando Queue como o Run Mode. (O resultado 
dependerá de seu computador. Se você tem dúvidas sobre essa questão, consulte o seu 
administrador do sistema sobre como rodar o ABAQUS no seu ambiente.) 
2.3.12 Pós-processamento com o ABAQUS/CAE 
O pós-processamento gráfico é importante por causa do grande volume de dados gerado 
durante a simulação. O módulo de visualização do ABAQUS/CAE (que também pode ser 
licenciado separadamente como ABAQUS/Viewer) permite visualizar os resultados 
graficamente usando uma variedade de métodos, incluindo deformadas, contornos, vetores, 
animações, e gráficos X–Y. Além do mais, permite criar relatórios tabulados com os 
resultados. Todos esses métodos são discutidos neste guia. Para mais informação sobre 
qualquer aspecto ligado a pós-processamento discutido neste guia, consulte Part V, “Viewing 
results,” of the ABAQUS/CAE User's Manual. Para este exemplo você irá utilizar o módulo 
de visualização para fazer algumas verificações básicas no modelo e exibir a deformada da 
treliça. 
 28
Quando o job é completado com sucesso, você pode ver os resultados da análise com o 
módulo de visualização. Na Model Tree, clique o botão direito do mouse no job Frame e 
selecione Results do menu que aparece para entrar no módulo de visualização. O 
ABAQUS/CAE abre o output database criado pelo job e mostra um gráfico rápido do modelo. 
Um gráfico rápido é uma representação básica do modelo indeformado e é uma indicação de 
que você abriu o arquivo desejado. Alternativamente, você pode clicar em Visualization na 
lista de módulos localizada sob a toolbar, selecione File Open, e aponte para Frame.odb da 
lista de arquivos de saída disponíveis e clique em OK. 
Importante: Os gráficos rápidos não mostram resultados e não podem ser customizados, por 
exemplo, para mostrar os números dos elementos ou nós. Você deve exibir o modelo 
indeformado para customizar a aparência do modelo. 
O bloco do título na parte de baixo da viewport indica o seguinte: 
 A descrição do modelo (da descrição do job). 
 O nome do output database (do nome do job de análise). 
 O nome do produto (ABAQUS/Standard ou ABAQUS/Explicit) e a versão utilizada 
para gerar os resultados. 
 A data em que o output database foi modificado pela última vez. 
O bloco referente ao passo de análise (step) na parte inferior da viewport indica o seguinte: 
 Qual passo está sendo mostrado. 
 O incremento dentro do passo. 
 O tempo no passo. 
 
A tríade de orientação da vista indica a orientação do modelo no sistema global de 
coordenadas. 
Você pode suprimir a visualização do bloco de título e do bloco de estado ou customizá-los, 
inclusive a tríade de orientação da vista, selecionando Viewport Viewport Annotation 
Options do menu principal. 
 
Visualizando e customizando o gráfico do modelo indeformado 
Agora você vai visualizar a figura do modelo indeformado e usar as opções de gráfico para 
ativar a visualização dos números dos nós e dos elementos no gráfico. 
Do menu principal, selecione Plot Undeformed Shape; ou use a ferramenta na 
toolbox. O ABAQUS/CAE exibe o modelo indeformado, como mostrado na Figura 2–11. 
 29
Figura 2–11 Modelo indeformado. 
 
Para visualizar os números dos nós na estrutura indeformada: 
1. Do menu principal, selecione Options Common… 
A janela Common Plot Options aparece. 
2. Clique na guia Labels. 
3. Marque a opção Show node labels. 
4. Clique em Apply. 
O ABAQUS/CAE aplica a modificação e mantém a janela aberta. 
A imagem do modelo indeformado customizada é mostrada na Figura 2–12 (seus números de 
nós podem ser diferentes dependendo da ordem com a qual você desenhou as barras da 
treliça). 
Figura 2–12 Plotagem dos números dos nós. 
 
Para visualizar os números dos elementos: 
1. Na página Labels da janela Common Plot Options, marque a opção Show element 
labels. 
2. Clique em OK. 
O ABAQUS/CAE aplica a modificação e fecha a janela. 
 30
O gráfico resultante é mostrado na Figura 2–13 (os seus números de elementos podem ser 
diferentes dependendo da ordem com a qual você desenhou as barras da treliça). 
Figura 2–13 Gráfico com os números dos elementos visíveis. 
 
Para desativar a visualização dos números dos nós e dos elementos na indeformada, repita o 
procedimento acima e, na página Labels, desmarque as opções Show node labels e Show 
element labels. 
Visualizando e customizando a deformada 
Agora você irá visualizar a deformada do modelo e usar as opções de visualização para 
modificar o fator de escala e sobrepor a indeformada à deformada. 
Do menu principal, selecione Plot Deformed Shape; ou use a ferramenta na toolbox. 
O ABAQUS/CAE mostra a deformada do modelo, como mostrado na Figura 2–14. 
Figura 2–14 Deformada do modelo. 
 
Para análises em pequenos deslocamentos (a formulação default no ABAQUS/Standard) os 
deslocamentos são automaticamente multiplicados por um fator de escala de forma que sejam 
claramente visíveis. O fator de escala é mostrado no bloco de estado. Para este caso os 
deslocamentos foram multiplicados por um fator de escala de 42.83. 
Para mudar o fator de escala da deformação: 
1. Do menu principal, selecione Options Common... 
 31
2. Da janela Common Plot Options, clique na guia Basic caso ela já não esteja 
selecionada. 
3. Da área Deformation Scale Factor, marque a opção Uniform e entre com o valor 
10.0 no campo Value. 
4. Clique em Apply para exibir novamente a deformada. 
O bloco de estado mostra o novo fator de escala. 
Para retornar à escala automática, repita o procedimento acima e, no campo Deformation 
Scale Factor, marque a opção Auto-compute. 
 
 
Para sobrepor a imagem da deformada à do modelo indeformado: 
1. Na página Basic da janela Common Plot Options, marque a opção Superimpose 
undeformed plot. 
2. Clique em OK. 
Por default, o ABAQUS/CAE plota a indeformada em verde e a deformada em branco. O 
gráfico é mostrado na Figura 2–15. 
Figura 2–15 As imagens da deformada e do modelo indeformado superpostas. 
 
Checando o modelo com o ABAQUS/CAE 
Você pode usar o ABAQUS/CAE para verificar que o modelo está correto antes de rodar a 
simulação. Você já aprendeu como plotar vistas do modelo e a visualizar os números dos nós 
e dos elementos. Essas são ferramentas úteis para checar se o ABAQUS está usando a malha 
correta. 
As condições de contorno aplicadas ao modelo também podem ser visualizadas e verificadas 
no módulo de visualização. 
Para visualizar as condições de contorno no modelo indeformado: 
1. Do menu principal,