Relatório ANSYS

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Relatório ANSYS
INTRODUÇÃO
O ANSYS é um software de elementos finitos que pode ser utilizado nas mais diversas classes de problemas de engenharia.
A capacidade do ANSYS inclui habilidades para resolver análises estruturais. Para a análise de uma estrutura, o ANSYS divide o procedimento em três etapas: Pré-processor, Solution e Pós-processor. 
Na etapa do Pré-processor é feita a modelagem da estrutura, a definição do tipo de elemento estrutural (viga, barras, placas, etc.), das constantes características do elemento e do tipo de material relacionado ao mesmo. Além de realizar a numeração dos nós e das barras.
Na etapa, Solution, é feita a definição dos tipos de forças atuantes na estrutura e suas condições de apoio e do tipo de análise escolhido. 
Feita a análise da estrutura, inicia-se a etapa do Pós-processor, em que é feita a apresentação dos resultados da análise da etapa anterior.
Exercício Prático 01 – Concentração de Tensões
A concentração de tensões aparece, no caso de mudanças bruscas na seção transversal do elemento, provocando picos de tensões nessas regiões. Esta alteração nos valores das tensões deve ser considerada na hora de dimensionar, escolher o tipo de material e a geometria da peça a ser projetada. A avaliação das tensões em regiões onde a seção transversal de um elemento estrutural varia é um ponto que deve ser avaliado de forma criteriosa durante o projeto de estruturas. Uma vez que na região de transição ocorre concentração de tensões acarretando num valor elevado, em termos de tensões, em determinados pontos.
Neste exercício será avaliada a concentração de tensões em uma chapa com uma extremidade engastada e outra livre e possui 5 mm de espessura. Na extremidade livre está localizada uma carga distribuída, q=1 KN/m, que traciona a chapa. O material empregado para fabricação dessa chapa é aço, com módulo de elasticidade 210 GPa e coeficiente de Poisson 0.3.
Uma ilustração dessa chapa e do carregamento aplicado está ilustrada na Figura 1.
DESCRIÇÃO DO PROBLEMA
No exercício fez necessária a criação da ilustração acima, com a realização dos seguintes processos:
· Aplicação das tensões
· Geometria (chapa em formato de retângulo)
· Tipos de elementos (Solid – Plane 182)
· Espessuras (0,01m)
· Propriedades do material (Módulo de elasticidade E= 210e9 e coeficiente de Poisson 0.3)Elástico, linear e isotrópico.
· Malha (0,00625)
· Tipo de Análise (Estatic)
· Condições de Contorno (Valve Displacement 0 (zero))
· Carregamento (Valve -1000)
ANÁLISE NUMÉRICA
· Tipos de Elementos (Solid – Plane 182)
· Análise de Convergência (componente X de deslocamento Ponto=115)
· Malha de tamanho 0,00625.
RESULTADOS
 
CONCLUSÃO
No procedimento realizado, conclui-se a aplicação das tensões, a condição de contorno e o carregamento nas extremidades. 
Otimiza-se a importância das concentrações de tensões nos materiais e os cuidados necessários na aplicação das mesmas.
Etapa I E II
Nesta etapa serão avaliadas as tensões atuantes na chapa segundo os conceitos da resistência dos materiais, para posteriormente comprar esses valores obtidos de forma analítica e aqueles obtidos numericamente. Para isso, considere que a chapa avaliada tem as dimensões indicadas da Figura 2, onde L=0,60 m, A=0,40 m, B= 0,10 m e C= 0,20 m. Fazendo avaliação à tensão na seção a-a; b-b; c-c.
Serão avaliadas, numericamente, as tensões atuantes da chapa.
DESCRIÇÃO DO PROBLEMA
No exercício fez necessária a criação da ilustração acima, com a realização dos seguintes processos:
· Aplicação das tensões (Stress Von Mises)
· Geometria (chapa em formato de retângulo) SEQV (5)
· Tipos de elementos (Solid – Plane 182)
· Espessuras (0,01m)
· Propriedades do material (Módulo de elasticidade E= 210e9 e coeficiente de Poisson 0.3) Elástico, linear e isotrópico.
· Malha (0,00625)
· Tipo de Análise (Estatic)
· Condições de Contorno (Valve Displacement 0 (zero))
· Carregamento (Valve -1000)
ANÁLISE NUMÉRICA
· Tipos de Elementos (Solid – Plane 182)
· Análise de Convergência (componente X de deslocamento Ponto=115)
· Malha 0,00625.
RESULTADOS 
 
 
CONCLUSÃO
Nesta etapa do exercício, concluímos os procedimentos iniciais da primeira etapa do exercício. Foram avaliadas as tensões nos pontos A; B; C da chapa. Os cálculos obtidos foram representados pelas ilustrações acima. Onde foram aplicados os processos de geometria da chapa, propriedades do material etc.
Etapa III
Nesta etapa serão avaliadas as tensões na chapa considerando a geometria indicada na Figura 3. Essa figura mostra uma solução para reduzir a concentração de tensões na região de transição neste caso, a transição é feita de forma mais suave.
Para este exercício, considere que o raio R1 é dado, em metros, pela seguinte expressão:
R1=
R1=+0,05 
R1=0,094
RESULTADOS
 
CONCLUSÃO
Nesta etapa com o programa ANSYS foi analisado as tensões nas seções d-d, e-e. As mesmas foram comparadas com as tensões da etapa anterior.
Etapa IV
Nesta etapa serão avaliadas as tensões na chapa considerando a geometria indicada na Figura4. Essa figura mostra a chapa com uma solução alternativa para a redução da concentração de tensões, onde são realizados dois furos, de R2, próximos a região de transição. Para este exercício, considere que R2, d1 e d2 são dados, em metros, por:
R2=
d1=R2+
d2=0,1-R2
R2=
d1=R2+0,121
d2=0,1-R2 0,067
RESULTADOS
 
R2=
d1=R2+
d2=0,1-R2
R2=
d1=R2+0,077
d2=0,1-R20,084
 
CONCLUÇÃO
Nesta última etapa foram realizados a analise das tensões das chapas, na seção g-g, assim como análise das tensões na seção que passa centro dos furos, sendo a seção f-f. Foram comparados os resultados obtidos nessa etapa com aqueles obtidos nas etapas anteriores.
Por fim, pode-se verificar que o programa ANSYS possibilita uma analise mais ampla sobre as tensões em determinado material a ser empregado. É possível com o mesmo resolver análises estruturais, análise de convergência, etc.
Centro Universitário de Barra Mansa
PRÓ-REITORIA ACADÊMICA
CURSO DE ENGENHARIA DE PETRÓLEO
ESTÁGIO – PROGRAMA ANSYS
RELATÓRIO 
CONCENTRAÇÃO DE TENSÕES
Por:
IVANA MARQUES – C660362
THAYANNA MORAES – C660357
VANESSA VIEIRA – C660348
Barra Mansa
2014