Simulações em solid Edge

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UNIVERSIDADE PAULISTA 
 
 
JOÃO VITOR DE OLIVEIRA SILVA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE SIMULAÇÃO EM SOLID EDGE 
Viga Biapoida, Biengastda e em balanço 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GOIÂNIA 
GOIÂNIA 
2019 
 
 
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RELATÓRIO DE SIMULAÇÃO EM SOLID EDGE 
Viga Biapoida, Biengastda e em balanço 
 
 
Trabalho apresentado a faculdade UNIP – 
Universidade Paulista, campus Flamboyant, no 
curso de Engenharia Mecânica e Engenharia de 
Controle e Automação. 
Orientador: Prof. Me. Thiago Pereira e Silva 
 
 
 
 
 
 
GOIÂNIA 
GOIÂNIA 
GOIÂNIA 
2019 
JOÃO VITOR DE OLIVEIRA SILVA RA: C44185-6 TURMA: EM9Q-42 
 
 
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SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 7 
2. ANÁLISES REALIZADAS ...................................................................................... 8 
2.1 Considerações gerais .................................................................................. 8 
2.2 Viga bi engastada ......................................................................................... 9 
2.3 Viga bi apoiada ........................................................................................... 11 
2.4 Viga em balanço ......................................................................................... 12 
2.5 Estrutura metálica modelo 1 ..................................................................... 14 
2.6 Estrutura metálica modelo 2 ..................................................................... 16 
3. CONCLUSÃO ...................................................................................................... 18 
 
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1. INTRODUÇÃO 
 
O presente trabalho tem por finalidade expor os resultados de algumas 
simulações realizadas no Software Solid Edge. Foram realizadas simulações em três 
projetos: Uma Viga em formato I com espessura de aba 75mm, alma 50mm], 
comprimento da estrutura 1500mm, uma primeira estrutura metálica com geométrica 
para a análise de chassis e uma segunda estrutura metálica com similaridade à uma 
ponte rolante. 
Dessa forma, podem-se verificar o comportamento do material em três 
diferentes tipos de apoio (bi apoiada, bi engastada e em balanço) no caso da viga e 
também para as outras estruturas. 
Serão expostos as propriedades de malha em cada um dos casos e os valores 
de carregamento, deformação e tensão segundo o critério de falha de Von Misses. 
 
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2. ANÁLISES REALIZADAS 
 
 
2.1 Considerações gerais 
 
Para o desenvolvimento de todas as simulações, alguns parâmetros foram 
definidos. Estes parâmetros foram utilizados em todas as simulações afim de 
padronizar o trabalho e proporcionar uma análise mais assertiva, visto que o 
comportamento do material seria o mesmo. 
Dentro dos parâmetros escolhidos, destacaremos as propriedades do estudo e 
as propriedades do material, que neste caso é o aço estrutural. 
 
 Estudo das Propriedades 
 
A seguir, a tabela 1 traz os dados das propriedades de todos os estudos realizados. 
 
Tabela 1: Propriedades do Estudo 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Solid Edge 
 
 Estudo do Material 
 
A seguir, a tabela 2 traz os dados das propriedades do aço estrutural, que é o 
mateial utilizado em todos os estudos realizados. 
 
Tabela 2: Propriedades do Aço estrutural 
Propriedade Valor 
Densidade 7833,000 kg/m^3 
Coeficiente de Expansão térmica 0,0000 /C 
Condutividade Térmica 0,032 kW/m-C 
Calor Específico 481,000 J/kg-C 
Módulo de Elasticidade 199947,953 MegaPa 
Coeficiente de Poisson 0,290 
Tensão de escoamento 262,001 MegaPa 
Limite de Resistência 358,527 MegaPa 
Alongamento % 0,000 
Fonte: Solid Edge 
 
 
 
Propriedade do estudo Valor 
Tipo de estudo Estático Linear 
Tipo de Malha Tetraédrico 
Solucionador Interativo Sim 
Verificarão de Geometria NX Nastran Sim 
Opção apenas de resultados de superfície Sim 
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2.2 Viga bi engastada 
 
A viga bi engastada apresenta Reações de engasgamento em seus dois lados 
e foi submetida a uma carga referente ao deslocamento máximo permitido. Dessa 
Maneira, a tensão aplicada foi de 2,3e+009 mN. 
 
 
Figura 1: Viga Bi engastada 
 
Fonte: Autor 
 
 
A tabela 3 mostra a informação da malha aplicada: 
 
Tabela 3: Propriedades de malha da viga em I 
Tipo de malha Valor 
Total de copos malhados 1 
Total de elementos 9.478 
Total de nós 16.588 
Tamanho subjetivo da malha (1-10) 10 
Fonte: Solid Edge 
 
A tabela e a figura a seguir mostra os valores de deslocamento obtidos na 
simulação: 
 
Tabela 4: Deslocamento Viga I bi engastada 
Deslocamento total 
Valor X Y Z 
 
Min 0 mm 25,000 mm -0,000 mm -25,000 mm 
 
Max 20 mm 0,000 mm 750,000 mm -25,000 mm 
 
Fonte: Solid Edge 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 2: Deslocamento da Viga bi Engastada 
 
Fonte: Solid Edge 
 
 
A tabela e a figura a seguir mostram os valores de tensão obtidos na simulação 
segundo o critério de Von Misses: 
 
Tabela 5: Tensões Viga I bi engastada 
Tensões segundo Von Mises 
Valor X Y Z 
 
Min 9,1 MegaPa 36,911 mm 1185,998 mm -100,000 mm 
 
Max 2,91e+003 MegaPa 0,000 mm 1500,000 mm 0,000 mm 
 
Fonte: Solid Edge 
 
Figura 3: Tensões Viga I bi engastada 
 
Fonte: Solid Edge 
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2.3 Viga bi apoiada 
 
A viga bi apoiada apresenta Reações de apoio em seus dois lados e foi 
submetida a uma tensão referente ao deslocamento máximo permitido. Dessa 
maneira, a carga aplicada foi de 1,02e+009 mN, 
Como a viga possui mesma geometria e material de viga do tópico anterior, 
suas malhas possuem as mesmas propriedades. 
 
Figura 3: Viga Bi poiada 
 
Fonte: Autor 
 
A tabela e a figura a seguir apresentam os valores de deslocamentos obtidos 
na simulação: 
 
Tabela 6: Deslocamento Viga I bi apoiada 
Deslocamento total 
Valor X Y Z 
 
Min 0 mm 37,500 mm 1500,000 mm -100,000 mm 
 
Max 20 mm 0,000 mm 750,000 mm -75,000 mm 
 
Fonte: Solid Edge 
 
 
Figura 4: Deslocamento da Viga bi apoiada 
 
Fonte: Solid Edge 
 
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A tabela e a figura a seguir mostram os valores de tensão obtidos na simulação 
segundo o critério de Von Misses: 
 
Tabela 7: Tensões da viga Bi apoiada 
Resultados das tensões segundo Von Mises 
Valor X Y Z 
 
Min 6,66 MegaPa 0,000 mm -0,000 mm -25,000 mm 
 
Max 4,92e+003 MegaPa 75,000 mm -0,000 mm -100,000 mm 
 
Fonte: Solid Edge 
 
 
2.4 Viga em balanço 
 
A viga em balanço apresenta reação de apoio em apenas um de seus lados e 
foi submetida a uma tensão referente ao deslocamento máximo permitido. Dessa 
maneira, a carga aplicada foi de 5,4e+007 mN. 
Como a viga possui mesma geometria e material de viga do tópico anterior, 
suas malhas possuem as mesmas propriedades 
 
Figura 5: Viga em balanço 
 
Fonte: Autor 
 
 
A tabela e a figura a seguir mostram os valores de deslocamento obtidos na 
simulação: 
 
 
Tabela 8: Deslocamento Viga I em balanço 
Deslocamento Total 
Valor X Y Z 
 
Min 0 mm 25,000 mm -0,000 mm -25,000 mm 
 
Max 20 mm 0,000 mm 1500,000 mm 0,000 mm 
 
Fonte: Solid Edge 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 6: Deslocamento da Viga bem balanço 
 
 
Fonte: Solid Edge 
 
A tabela e a figura a seguir mostram os valores de tensão obtidos na simulação 
segundo o critério de Von Misses: 
 
Tabela 9: Tensões daViga em balanço 
Resultados das tensões segundo Von Mises 
 Valor X Y Z 
 
Min 0,0461 MegaPa 75,000 mm 1500,000 mm -100,000 mm 
 
Max 373 MegaPa 75,000 mm -0,000 mm 0,000 mm 
 
Fonte: Solid Edge 
 
Figura 7: Tensões da Viga em balanço 
 
Fonte: Solid Edge 
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2.5 Estrutura metálica modelo 1 
 
A estrutura utilizada para esta simulação compreende um desenho criado com 
o intuito de realizar-se a análise de chassis. Para tal, foi criado a estrutura com o 
auxílio de uma fermenta do software Solid Edge chamada de Frame. Essa fermenta 
constitui perfis a partir de um modelo predefinido e instala esses perfis em segmentos 
de retas definidos pelo usuário. 
Especificamente neste desenho, foi utilizado um perfil que descreve um 
metalon de seção transversal oco e quadrado com medidas de 20mm x 20mm, e sua 
parede possuindo uma espessura de 1,6 mm. 
 Para essa estrutura, as propriedades da malha também foram alteradas. O 
material utilizado foi o aço estrutural e possui as características já citadas 
anteriormente neste trabalho. 
 A tabela a seguir mostra as propriedades da malha utilizada nesta simulação. 
 
Tabela 10: Propriedades da malha da estrutura 1 
Tipo de malha Tetraédrica 
Total de corpos malhados 24 
Total de elementos 172.972 
Total de nós 338.067 
Tamanho subjetivo da malha (1-10) 10 
Fonte: Solid Edge 
 
Essa estrutura apresenta Reações de apoio em seus quatro pontos inferiores 
e foi submetida a uma tensão referente ao deslocamento máximo permitido. Dessa 
maneira, a carga aplicada foi de 1e+007 mN. 
 
A tabela e a figura a seguir mostram os valores de deslocamento obtidos na 
simulação: 
Tabela 11: Deslocamento da estrutura metálica 1 
Deslocamento total 
valor X Y Z 
 
Min 0 mm 6,800 mm -8,400 mm 0,000 mm 
 
Max 272 mm 1038,222 mm 810,000 mm 606,800 mm 
 
Fonte: Solid Edge 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 8: Deslocamento da estrutura metálica 1 
 
Fonte: Solid Edge 
 
 
A tabela e a figura a seguir mostram os valores de tensão obtidos na simulação 
segundo o critério de Von Misses: 
 
Tabela 12: Tensões da estrutura metálica 1 
Resultados das tensões segundo Von Mises 
Valor X Y Z 
 
Min 5,95 MegaPa 2108,400 mm 1121,762 mm 300,032 mm 
 
Max 1,96e+004 MegaPa 2091,600 mm 793,200 mm 310,000 mm 
 
Fonte: Solid Edge 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 9: Tensões da estrutura metálica 1 
 
 
Fonte: Solid Edge 
 
 
2.6 Estrutura metálica modelo 2 
 
A estrutura metálica do segundo modelo possui a geometria semelhante a uma 
ponte rolante. Essa estrutura também foi desenhada utilizando a ferramenta frame, 
porém, neste caso foram utilizados mais de um modelo de perfil. Especificamente 
foram utilizados quatro modelos: Um tubo com 30 mm de diâmetro e 2 mm de 
espessura; um metalon 40mm x 40 mm de espessura 2,6 mm; Um metalon 20mm x 
30 mm com espessura 1,6 mm e um outro metalon 30 mm x 50 mm com espessura 
de 2,6 mm. 
No entanto, não obteu-se resultados desta simulação, uma vez que inúmeros 
erros aconteceram durante as diversas tentativas. A Figura a seguir mostra alguma 
das falhas ocorridas: 
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Figura 10: Falha de simulação da estrutura 2 
 
Fonte: Autor 
 
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3. CONCLUSÃO 
 
O andamento das simulações trouxe-nos informações relevantes, como por 
exemplo que, a mesma viga com diferentes configurações de apoios, apresentou 
comportamentos de deslocamento diferentes, o que resultou em tensões variadas 
para cada um dos modos de apoio propostos 
A estrutura metálica do primeiro modelo apresentou um comportamento 
esperado, uma vez que seus carregamentos foram em partes, semelhantes às cargas 
comumente usadas nos estudos em geral. 
Porém a estrutura metálica do segundo modelo apesentou erro e não pode ser 
analisada. Logo, o resultado final desta tentativa de simulação não foi o esperado, 
pois o problema gerado afetava diretamente a análise que era proposta.