Trabalho Métodos Numéricos ( Autodesk Inventor)

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FACULDADE ESTÁCIO DE SÁ DE CAMPO GRANDE 
ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
MÉTODOS NUMÉRICOS 
Modelagem de um Elemento Estrutural 
 
 
 
 
 
 
 
Campo Grande, MS 
2019 
 
FACULDADE ESTÁCIO DE SÁ DE CAMPO GRANDE 
ENGENHARIA CIVIL 
 
Filipe Miller Galvão Pinto 
Matheus Maciel Leite 
Myke Nilson Rolon Vargas 
Jonathas Santos de Oliveira 
Vitor Pizzatto 
 
MÉTODOS NUMÉRICOS 
Modelagem de um Elemento Estrutural 
 
 
 
 
Trabalho de avaliação, 
Apresentado a Faculdade Estácio de Sá de 
Campo Grande, como exigência parcial para 
Obtenção da nota final. 
Docente: Suise Carolina C. de Almeida. 
 
 
 
 
 
 
 
Campo Grande, MS 
2019 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 4 
2. OBJETIVOS .......................................................................................................... 4 
3. JUSTIFICATIVA .................................................................................................... 4 
4. METODOLOGIA ................................................................................................... 5 
4.1. PASSO A PASSO ................................................................................................. 5 
5. RESULTADOS ................................................................................................... 15 
5.1. Informações de projeto (iProperties) ................................................................... 16 
5.2. Análise estática:1 ................................................................................................ 16 
5.3. Materiais ............................................................................................................. 16 
5.4. Força e momento de reação em restrições ........................................................ 17 
5.5. Resumo de resultados ........................................................................................ 17 
6. REFERÊNCIAS .................................................................................................. 18 
 
 
 
4 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
O Autodesk Inventor é um software CAD 3D que oferece ferramentas 
ideais para projetos mecânicos e design de produtos. Dispõe de diversas 
ferramentas para modelagem, montagens de conjuntos, análise de 
elementos finitos, renderização de fotos e vídeos, detalhamentos técnicos, 
simulação dinâmica, automação de projetos, calculadora e geradora de 
componentes de engenharia e etc. 
Levando em conta o trabalho proposto, realizaremos um passo a 
passo de uma modelagem em 3D de uma estrutura metálica composta por 
uma viga e também mostrar sua simulação por elementos finitos com as 
tensões máximas e mínimas. 
 
 
2. OBJETIVOS 
Mostrar e orientar o leitor a fazer uma modelagem 3D de uma 
estrutura metálica através do Software da Autodesk Inventor Professional 
2019, com licença para estudante. 
 
 
 
3. JUSTIFICATIVA 
 
O trabalho foi composto para nos agregar conhecimentos através do 
programa Autodesk Inventor Professional, com isso fomos atrás de 
algumas vídeo-aulas para nos aprofundar no assunto. 
Como visto, o Autodesk Inventor é um software bem amplo para 
desenvolvimento de projetos. Isso também é verdade quando o utilizamos 
para fazer modelagens em 3D, todas essas ferramentas são apenas para 
auxiliar no desenvolvimento de um novo design, o software ainda conta 
com diversas outras ferramentas para todos seus outros módulos, como o 
de montagem, detalhamento, estúdio de renderização, simulações 
dinâmicas, etc. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4. METODOLOGIA 
4.1. PASSO A PASSO 
Analisando uma viga bi engastada de seção transversal H, as dimensões 
da seção estão na figura 4, e comprimento L = 3000 mm, com uma carga pontual 
em L/2 no valor de 1500 KN. Considerando que já esteja com a página inicial do 
programa aberta, e que já esteja configurado para arquivos IPT. 
 
 
1° passo: Clicar no ícone novo arquivo em seguida em Peça e logo depois 
iniciar esboço 2D. 
 
 
 
 
Figura 1: Ferramentas de inicialização 
 
Fonte: Autores, (2019) 
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Figura 2: Ferramentas de inicialização 
 
Fonte: Autores, (2019) 
 
2° passo: Observando os planos abaixo de X, Y e Z, para esse caso foi escolhido 
o plano Z e Y. 
Figura 3: Escolha do plano para o trabalho 
 
Fonte: Autores, (2019) 
 
 
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3° passo: Desenhando a seção do elemento com o comando de linhas. 
Figura 4: Seção transversal da viga 
 
Fonte: Autores, (2019) 
 
4° passo: Clicar em Modelo 3D. 
 
Figura 5: Aba 3D 
 
Fonte: Autores, (2019) 
 
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5° passo: Clicando em Extrusão, aparecendo uma janela, preencher com o 
valor da terceira dimensão, sendo para o eixo X: inserir o valor de 3000 mm. 
Figura 6: Ícone de extrusão 
 
Fonte: Autores, (2019) 
Logo que clicou em OK, aparecera o modelo com as três dimensões. 
Figura 7: Modelo 3D pronto 
 
Fonte: Autores, (2019) 
 
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6° passo: selecionando o material da viga, clicando no ícone Materiais da barra 
superior, enquadrado na imagem abaixo. Aparecerá uma janela, onde vários 
materiais aparecem, foi escolhido material de aço. 
Figura 8: Seleção do material 
 
Fonte: Autores, (2019) 
 
7° passo: Clicando duas vezes no material escolhido uma janela se abre, se 
necessário alterar as especificações do material. 
Figura 9: Editando material 
 
Fonte: Autores, (2019) 
 
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Figura 10: Editando material 
 
Fonte: Autores, (2019) 
 
Figura 11: Editando material 
 
Fonte: Autores, (2019) 
 
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Fechando a janela o material selecionado já é aplicado a viga. 
Figura 12: Modelo 3D com material aplicado 
 
Fonte: Autores, (2019) 
 
8° passo: Dentro do menu Modelo 3D clicar em Análise de Tensões. 
Figura 13: Abrindo a análise de tensões 
 
Fonte: Autores, (2019) 
 
 
 
 
 
 
 
9° passo: Na barra de tarefas clicando em Criar Estudo, uma janela se abrira, não 
foi necessário alterar nada, seguindo e clicando em OK. 
Figura 14: Criando estudo 
 
Fonte: Autores, (2019) 
10° passo: Restringindo as extremidades que serão do tipo engastado, na barra de 
tarefas clicar em Fixas uma pequena janela se abrira, na sequência selecione as 2 
extremidades da viga e clique em Aplicar. 
Figura 15: Inserindo restrição 
 
Fonte: Autores, (2019) 
 
 
 
 
11° passo: Aplicando o carregamento, clique em Força, uma janela vai se abrir, edite 
o valor da força, indicar o valor da força, selecione a face superior da viga, inserindo 
carregamento pontual de 1500 KN positivo no eixo y, na posição L/2, (lembrando que 
não há necessidade de colocar o peso próprio da viga pois o programa já o faz 
automaticamente). Depois clicar em Aplicar. 
Figura 16: Aplicando a carga 
 
Fonte: Autores, (2019) 
12° passo: Clicar em Simular, e em Executar na janela seguinte. 
Figura 17: Executando simulação 
 
Fonte: Autores, (2019) 
 
 
 
 
Na sequência a simulação já apareceu trazendo as informações principais 
como tenções máximas e mínimas. 
Figura 2: Visualizando a simulação 
 
Fonte: Autores, (2019) 
Observando a barra lateral é possível escolher qual esforço deseja ver 
isoladamente, por exemplo clicando em deslocamento, ele mostra todo o 
deslocamento máx. e min. 
Figura 19: Visualizando o deslocamento 
 
Fonte: Autores, (2019) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13° passo: Clicar Relatório, na sequência clicarem OK. 
Figura 20: Criando relatório 
 
Fonte: Autores, (2019) 
Obtendo relatório completo da simulação será gerado um arquivo .mht, para 
facilitar a visualização sem necessidade de compartilhamento de link é possível 
converter em arquivo PDF, apertando Ctrl + P para impressão. 
5. RESULTADOS 
Através do método dos elementos finitos o modelo proposto foi solucionado 
obtendo-se resultados das tensões atuantes. Abaixo está a tabela dos resultados 
obtidos através do relatório do próprio Software. 
Relatório de análise de tensão 
Arquivo analisado: 
Versão do Autodesk Inventor: 2019 (Build 230136000, 136) 
Data de criação: 29/10/2019, 17:12 
 
 
 
 
 
 
5.1. INFORMAÇÕES DE PROJETO (IPROPERTIES) 
Projeto 
Projetista myke_ 
Custo R$0,00 
Data de criação 29/10/2019 
 
Física 
Material Aço 
Densidade 7,85 g/cm^3 
Massa 130,702 kg 
Área 2321100 mm^2 
Volume 16650000 mm^3 
Centro de gravidade x=1500 mm 
y=-50 mm 
z=-7,5 mm 
Nota: os valores físicos podem ser diferentes dos valores físicos utilizados por FEA indicados a seguir. 
 
5.2. ANÁLISE ESTÁTICA:1 
Objetivo geral e configurações: 
Objetivo do projeto Ponto único 
Tipo de estudo Análise estática 
Data da última modificação 29/10/2019, 17:09 
Detectar e eliminar modos de corpo rígido Não 
Configurações de malha: 
Tamanho médio dos elementos (fração do diâmetro do modelo) 0,1 
Tamanho mínimo dos elementos (fração do tamanho médio) 0,2 
Fator de nivelamento 1,5 
Ângulo máximo de giro 60 grau 
Criar elementos de malha curva Sim 
 
5.3. MATERIAIS 
Geral Densidade de massa 7,85 g/cm^3 
Resistência à escoamento 207 MPa 
Resistência máxima à tração 345 MPa 
 
Tensão 
Módulo de Young 210 GPa 
Coeficiente de Poisson 0,3 s_m 
Módulo cortante 80,7692 GPa 
Nome(s) de peça Peça1 
 
Autor do estudo: Myke Vargas 
Resumo: 
 
 
 
 
5.4. FORÇA E MOMENTO DE REAÇÃO EM RESTRIÇÕES 
Nome da restrição Força de reação Momento de reação 
Magnitude "Componente (X,Y,Z)" Magnitude "Componente (X,Y,Z)" 
 
Restrição fixa:1 
 
1500 N 
0 N 
0 N m 
0 N m 
1500 N 0 N m 
0 N 0 N m 
 
5.5. RESUMO DE RESULTADOS 
Nome Mínima Máxima 
Volume 16650000 mm^3 
Massa 130,702 kg 
Tensão de Von Mises 0,00799952 MPa 1,78982 MPa 
Primeira tensão principal -0,938735 MPa 2,42297 MPa 
Terceira tensão principal -2,67644 MPa 0,88403 MPa 
Deslocamento 0 mm 0,0381461 mm 
Fator de segurança 15 s_m 15 s_m 
Tensão XX -2,53062 MPa 2,3149 MPa 
Tensão XY -0,481762 MPa 0,480097 MPa 
Tensão XZ -0,466276 MPa 0,465306 MPa 
Tensão YY -1,08455 MPa 0,9921 MPa 
Tensão YZ -0,0752707 MPa 0,0731385 MPa 
Tensão ZZ -1,08455 MPa 0,9921 MPa 
Deslocamento X -0,00231165 mm 0,00231184 mm 
Deslocamento Y -0,0381461 mm 0 mm 
Deslocamento Z -0,00014725 mm 0,000145336 mm 
Deformação equivalente 0,0000000352545 s_m 0,00000807987 s_m 
Primeira deformação principal 0,0000000279589 s_m 0,00000885776 s_m 
Terceira deformação principal -0,00000985453 s_m -0,0000000156762 s_m 
Deformação XX -0,00000895186 s_m 0,00000828267 s_m 
Deformação XY -0,00000298234 s_m 0,00000297203 s_m 
Deformação XZ -0,00000288647 s_m 0,00000288047 s_m 
Deformação YY -0,00000288822 s_m 0,00000264718 s_m 
Deformação YZ -0,000000465961 s_m 0,000000452762 s_m 
Deformação ZZ -0,00000247506 s_m 0,00000241739 s_m 
 
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6. REFERÊNCIAS 
 
AUTODESK. Como analisar estruturas utilizando Análise de 
estruturas. Disponível em < 
http://help.autodesk.com/view/INVNTOR/2016/PTB/?guid=GUID-D7301228-
794D-45BD-9EF2-EB29C1EB5653 >. Acesso em 28 de outubro de 2019. 
 
CABELLOS, Gabriel. Como fazer modelagem 3D com o Autodesk 
Inventor. Disponível em < https://www.frazillioferroni.com.br/modelagem-3d-
autodesk-inventor/ >. Acesso em 28 de outubro de 2019. 
 
PLANTÃO, Canal do YouTube Engenheiro de. Curso Autodesk Inventor: 
Como criar uma análise de tensões através de elementos finitos. Disponível 
em: < https://www.youtube.com/watch?v=Uwjen-N2XNA >. Acesso em 29 de 
outubro de 2019. 
 
SEVERINO, Canal no YouTube Daniel. Autodesk Inventor Professional 
2019. Disponível em < 
https://www.youtube.com/playlist?list=PL_KlMIujpodn6bmSaH8pL5HQEr_mqW
43m >. Acesso em 24 de outubro de 2019. 
 
TREVISAN, Igor. Soluções para Projetos com o Inventor. Disponível 
em: < https://blog.render.com.br/cad-e-cae/solucoes-para-projetos-com-o-
inventor/ >. Acesso em 30 de outubro de 2019. 
	1. INTRODUÇÃO
	2. OBJETIVOS
	3. JUSTIFICATIVA
	4. METODOLOGIA
	4.1. PASSO A PASSO
	5. RESULTADOS
	5.1. Informações de projeto (iProperties)
	5.2. Análise estática:1
	5.3. Materiais
	5.4. Força e momento de reação em restrições
	5.5. Resumo de resultados
	6. REFERÊNCIAS