Aplica__es do Método dos Elementos Finitos utilizando o software

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Aplica__es do Método dos Elementos Finitos utilizando o software Powered By Docstoc
					 Aplicações do Método dos
Elementos Finitos utilizando o
  software ANSYS-ED 9.0


       Mildred Ballin Hecke
      PPGMNE-CESEC/UFPr
 O que é o Método dos Elementos
            Finitos?
• O Método dos Elementos Finitos é um
  método de interpolação que utiliza
  polinômios para a aproximação da
  solução de um determinado problema.

• Uma reta é um exemplo de um polinômio
  linear ou de grau 1: P1(x)= a+ bx
• Uma parábola é um exemplo de um
  polinômio quadrático ou de grau 2:
    P2(x)= a+ bx + cx2
Exemplo: pretende-se aproximar a seguinte
    função com polinômios lineares
2 elem    3 elem




 4 elem   6 elem
Aproximação utilizando
10 elementos lineares
 e a função analítica




10 elem         Função analítica
               Resultados
• Configuração deformada ou deslocamentos
  (displacement)
• Estado de deformações (strain);
• Estado de tensões (stress);
• Critérios de ruptura;

• (tensões de tração = tensile stress)
• (tensões de compressão = compressive stress)
• (tensões equivalentes ou de von-Mises) e etc
     Vantagens e desvantagens
         VANTAGENS                 DESVANTAGENS
•   Análises estática e        • Soluções aproximadas;
    dinâmica, determinística   • Os resultados dependem
    e estocástica                da malha utilizada
•   Geometrias irregulares,
    grandes deslocamentos e
    deformações;
•   Diversos tipos de
    materiais com inclusão
    de não linearidades;
•   Carregamentos e
    condições de contorno
    complexos;
    Alguns softwares comerciais MEF

•   ALGOR
•   ANSYS
•   COSMOS/M
•   STARDYNE/FEMAP
•   MSC/NASTRAN
•   SAP90/2000
•   ADINA
•   NISA
•   GT Strudl
•   ABAQUS
•   Plaxis
                    ANSYS
• Software comercial que permite:
  – a construção de modelos computacionais ou a
    transferência de modelos do CAD das estruturas, dos
    produtos, dos componentes ou dos sistemas a serem
    analisados;
  – a aplicação das cargas e dados de maneira amigável;
  – o estudo das respostas físicas, tais como níveis de
    esforço, distribuições da temperatura ou campos
    eletromagnéticos e etc;
  – o aperfeiçoamento prematuro dos projetos de
    maneira a reduzir custos de gastos de fabricação de
    protótipos;
  – o teste de protótipo em ambientes onde de outra
    maneira seria indesejável ou impossível (por
    exemplo, aplicações biomédicas).
             Tipos de análise
• Análise linear de estruturas;
• Análise não-linear de estruturas;
• Análise de estruturas envolvendo contato entre
  corpos;
• Análise dinâmica;
• Análise de flambagem de estruturas;
• Análise probabilística;
• Análise térmica;
• Análise dinâmica de fluidos;
• Eletromagnetismo – baixa e alta frequência;
• Análise multi-campos;
                 Interfaces
•   Matlab, Excel
•   Arquivos texto
•   Application Programming Interface (API)
•   Plataformas CAD
           Fases da análise
• Construção do           PREPROCESSOR
  modelo

• Aplicação das cargas    SOLUTION
  e obtenção da
  solução

• Obtenção dos
  resultados              POSTPROCESSOR
Pré-processador
Solução
Pós-processador
          ANSYS ED limitações
• Geometry Interface Product CAD Revision Level
  (PREP7)
  – Geometry Interface for IGES 4.0, 5.2, 5.3
       (Please note that ANSYS ED does NOT support the following
         Geometry interfaces:
       • Geometry Interface for SAT
       • Geometry Interface for STEP
       • Geometry Interface for CATIA
       • Geometry Interface for UniGraphics
       • Geometry Interface for Mechanical Desktop
       • Geometry Interface for Pro/Engineer )

• Solid Modeling (PREP7) Limits
  –   Maximum Keypoint Number 200
  –   Maximum Line Number 200
  –   Maximum Area Number 100
  –   Maximum Volume Number 10
         ANSYS ED limitações
• Solver Limits
  –   Maximum DOF                 Not applicable
  –   Maximum Node Number            10,000
  –   Maximum h-Element Number         1,000
  –   Maximum LS-DYNA Element Number   1,000
  –   Maximum CFD Element Number        5,000
  –   Maximum LF EMAG Element Number   1,000
  –   Maximum HF EMAG Element Number    5,000
  –   Maximum p-Element Number            200
  –   Maximum Master DOF Number          100
          Site da disciplina
• http://www.cesec.ufpr.br/disciplinas/MEF/
        Programa do curso
• Introdução

				
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posted:11/16/2011
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