Chapa metálica

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Engenharia Auxiliada por Computador - CAE
Prof. Eduardo Corte Real
Igor da Silva Almeida – 201651240167
Wiriel Antônio Neves de Oliveira - 201551311437
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Chapa Metálica – Análise Térmica
O seguinte relatório tem como objetivo realizar a análise térmica de uma chapa metálica, buscando avaliar os seguintes critérios:
Desenhar uma chapa;
Fazer a distribuição de calor;
Gerar uma malha;
Fazer condições de contorno;
Variar os materiais nas análises.
Chapa Metálica – Análise Térmica
Características da Chapa Metálica:
Aço estrutural;
A= 6 mm;
L= 60 mm;
C= 120 mm;
Tamb= 25°C.
 
Figura 01: Chapa Metálica, desenhada no Software: Ansys 2021.
Chapa Metálica – Análise Térmica
Para dar inicio a nossa análise térmica, vamos definir o tipo de malha que vamos gerar, afim de ter resultados mais precisos no experimento.
No nosso caso vamos gerar uma malha grossa, por motivos de praticidade e capacidade de processamento da máquina em questão (PC que está rodando o Ansys).
Logo em seguida, pegamos nossa chapa metálica, com uma temperatura ambiente de 25°C e aplicamos na sua parte frontal uma temperatura externa de 200°C por 5 segundos, inicialmente.
E assim ficou nossa chapa, que logo após as imagens, vamos discutir os seus resultados.
Chapa Metálica – Análise Térmica
Chapa Metálica com a Malha Grossa
Chapa Metálica sem a Malha
Chapa Metálica – Análise Térmica
Podemos ver que nossa chapa sofre uma variação de temperatura em toda a sua estrutura, durante todo o aquecimento.
Onde o ponto de temperatura máxima fica na parte frontal, no lugar que foi aplicado o calor e representado pela cor vermelha, com respectivamente 200°C.
E consequentemente vai perdendo calor durante o percurso de sua estrutura, chegando no ponto de temperatura mínima de 25°C, que é sua temperatura ambiente e representado pela cor azul.
Chapa Metálica – Análise Térmica
Como sabemos, até o momento nossa análise térmica foi realizada em uma chapa metálica de aço, que tem a sua condutividade térmica de 67 W/m^2°C.
Agora vamos variar para um material de alumínio, que como sabemos, sua condutividade térmica é de 237,5 W/m^2°C.
Agora vamos ver como nossa chapa irá reagir sendo fabricado com um novo material.
Chapa Metálica – Análise Térmica
Chapa Metálica – Análise Térmica
Como já esperado, a nossa chapa de alumínio sofreu uma absorção de calor por uma parte bem maior de sua estrutura, do que a chapa de aço, pois com sua condutividade térmica maior, ela vai absorver mais energia.
Isso levando em conta que colocamos a chapa de alumínio sobre as mesmas condições da de aço, em questão de temperatura ambiente, temperatura externa e o tempo em que essa temperatura foi aplicada.
Considerações finais
Usando um Software como o Ansys, podemos ver a grandiosa ferramenta que temos em mãos, capaz de analisar inúmeras características, seja qual for a sua estrutura.
Nesse relatório vimos a variação de temperatura que uma chapa sofre levando em consideração o seu material e o tempo em que ela é exposta sobre uma fonte de calor.