Introdução ao uso
do Software ANSYS 5.4
Prof. José Maria C. Dos Santos
Prof. Renato Pavanello
Engº Julio A. Beltrami da Silva
março, 2000
Introdução ao ANSYS - Versão 5.4
I-1
Aula 02
•
•
•
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•
•
•
Modelo Sólido x Modelo de Elem. Finitos
Entidades básicas e sua hierarquia
Comandos para trabalhar com as entidades
Malha
Aplicar carregamento
Resolver
Visualizar os resultados
• Construir um Modelo 2D - Corner Bracket
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I-2
Modelo Sólido e Modelo de Elementos Finitos
• Toda analise de Elementos Finitos e construída usando
um modelo sólido
• O modelo sólido não participa da solução do modelo de
elementos finitos
• Sobre o modelo sólido e feito o modelo de elementos
finitos com nós e elementos, onde serão aplicadas as
condições de contorno
Fazer a Malha
Modelo
Sólido
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Modelo de
Elementos
Finitos
I-3
Construção de um Modelo Sólido
Existem três maneiras de se construir um modelo sólido:
• Construção direta no ANSYS
• Construir o modelo no Autocad e importar para o ANSYS
• Importar um modelo de Elementos Finitos para o ANSYS
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I-4
Entidades do modelo e sua hierarquia
Existem basicamente 04 entidades de uma modelo sólido:
Kpoints, Linhas, Áreas e Volumes:
• Kpoints: são localizados no espaço 3D e representam vértices de
objetos
• Linhas: são partes de curvas no esp. 3D, tem em suas extremidades
os Kpoints e representam lados ou arestas de objetos
• Áreas: são superfícies com linhas no contorno, e representam faces
de objetos sólidos, planos ou de casca
• Volumes: são regiões no espaço 3D com áreas no contorno e
representam objetos sólidos
Pode-se
abrir mão
desta etapa
Keypoints
Áreas
Volumes
Áreas
Linhas
KeyPoints
Área
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Linhas
Volume
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I-5
Geometrias 2D primitivas
As geometrias primitivas são áreas e volumes pré-definidos
Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Create >
Escolhe o meio de se criar
uma geometria
Criando uma geometria por
dimensões
Exemplo de Caixa de Dialogo
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I-6
Plotar, Numerar e Deletar entidades
Para plotar áreas, linhas, keypoints, etc:
Utility Menu: Plot > Keypoints ou Linhas ou Áreas
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I-7
Plotar, Numerar e Deletar entidades
Para numerar e distinguir entidades:
Utility Menu: PlotCtrls > Numbering ...
Escolher a
caixa desejada
e dar OK
Controle para
mostrar cores,
números,
cores e
números
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I-8
Plotar, Numerar e Deletar entidades
Exemplo de entidades identificadas:
Utility Menu: PlotCtrls > Numbering ...
Após
numerar as
áreas
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I-9
Plotar, Numerar e Deletar entidades
Para deletar uma ou mais entidades :
Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Delete
Forma de seleção e
escolhe OK.
Escolhe a
entidade
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I-10
Operações Booleanas:
Operações booleanas são combinações entre entidades
geométricas para formar outras entidades.
As operações booleanas podem ser de: adição, subtração,
divisão, colagem e sobreposição.
WZ
WY
WX
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Exemplo de uma forma
geométrica espacial complexa
feita através da intercessão de
bloco com esfera
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I-11
Operações Booleanas:
Exemplo de adição de áreas
• A1 + A2 = A3
• A3 inclui todas as partes
das áreas originais, mas
não mantém os contornos
da áreas
Exemplo de subtração de áreas
• A1 - A2 = A3
• A3 e uma nova área com a
intercessão entre A1 e A2
removida
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I-12
Operações Booleanas:
Para usar as operações booleanas:
Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Operate >
Escolher a operação
booleana desejada
Escolher o tipo de entidade.
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I-13
Malha:
As etapas para se fazer uma malha de elementos finitos são:
• Escolher os atributos dos elementos como: tipo de
elemento, constantes reais, propriedades do material, etc
• Especificar os controles de malha como a densidade
• Salvar os dados antes de fazer a malha
• Gerar a malha
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I-14
Malha:
Para gerar a malha:
Main Menu: Preprocessor > MeshTool
1. Escolher o tipo de entidade
(linha, área ou volume) onde
será feita a malha
2. Escolher Mesh.
3. Escolher a entidade com Pick.
Depois escolher OK ou Apply
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I-15
Malha:
No caso de se fazer uma malha no modelo solido do ANSYS
sem controle, a malha gerada será padrão e apresenta:
• malha livre com elementos quadrados e alguns elementos
triangulares
• tamanho de elemento determinado pelo programa, bom
para uma primeira aproximação
Uma opção e fazer uma malha mapeada escolhendo-se a
geometria e densidade dos elementos
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I-16
Malha:
Há varias maneiras de se controlar o tamanho dos
elementos e sua densidade em determinada região do
modelo de elementos finitos:
SmartSizing
Global Element Sizing
Número de elementos ao longo de uma linha escolhida
Tamanho desejado de elemento próximo de um KPoint
Malha refinada em regiões especificadas
Sendo que cada opção apresenta uma função especifica
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I-17
Aplicar Carregamento
Os tipos de carregamentos podem ser descritos da seguinte
forma:
DOF Restrições: especifica valores dos graus de liberdade
nodais com: deslocamentos, temperaturas, etc
Cargas Concentradas: especifica cargas nodais como: forca,
taxa de fluxo de calor, etc
Cargas de Superfície: especifica cargas distribuídas sobre
superfícies como: pressões, convecção térmica, etc
Forças de Corpo: especifica forças volumétricas ou de
campo como: geração interna de calor, espansão térmica
Forças Inerciais: especifica forças de massa estrutural ou
inércia como: gravidade
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I-18
Aplicar Carregamento
Os carregamentos podem ser aplicados tanto no modelo
sólido com no modelo de elem. finitos (nós e elementos)
Pressão aplicada na linha
Pressão aplicada nas faces dos elementos
Restringiu
desloc. X
Modelo Sólido
Restringiu
desloc. x e
y
Força aplicada em KPoint
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Restrições
nos nós
Modelo E.F.
Força aplicada no nó
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I-19
Aplicar Carregamento
Vantagens e desvantagens de se aplicar carregamentos no
modelo sólido:
+ as cargas são independentes das malhas
+ pode-se mudar a malha sem alterar o carregamento
+ a aplicação dos carregamentos é mais simples
- nem todas os carregamentos do modelo sólido podem ser
mostrados para uma possível verificação visual
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I-20
Aplicar Carregamento
Para aplicar carregamentos em um
modelo sólido
Main Menu: Solution > -Loads- Apply >
As escolhas dos tipos de carregamento dependem
basicamente do tipo de análise e do tipo de elemento
utilizado no model
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I-21
Aplicar Carregamento
Para restringir graus de liberdade como
deslocamentos:
Main Menu: Solution > -Loads- Apply -StructuralDisplacement > On Keypoints +
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I-22
Aplicar Carregamento
Para deletar carregamentos aplicados:
Main Menu: Solution > -Loads- Delete
Opção de deletar todos os
carregamentos de uma vez
Opção de se deletar
individualmente os
carregamentos
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I-23
Resolver
Entrada de
Dados
Base de Dados
Dados de
Resultados
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Solver
Resultados
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Arquivo de
Resultados
I-24
Resolver
Para iniciar a solução:
Main Menu: Solution > Solve
1. Salvar a Base de Dados antes de iniciar
a solução.
2. Observar as janelas de saída de
mensagem durante a solução.
3. Escolher Current LS.
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I-25
Visualizar os Resultados
Os resultados podem ser listados ou visualizados em
termos de quantidade nodais ou de elementos. Assim:
para plotar ou listar resultados deve-se escolher entre
valores nodais ou no elemento
algumas quantidades são avaliadas nos dois modos e há
importantes diferenças
tensões e deformações são derivadas do campo de
deslocamentos e são baseadas na formulação teórica do
tipo de elemento
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I-26
Corner Bracket
As características do exemplo 02 são:
cálculo estrutural
análise linear estática
elemento PLANE82
estado plano de tensão
material: aço A36, E = 10e6 psi,  = 0.27
modelo 2D
espessura 1/2 in
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I-27
Comandos de uso freqüente
Para usar o comando select:
Utility Menu: Select > Entities
Seleciona por ex. um conjunto de nos
do modelo inteiro
Reseleciona. um conjunto de entidades a
partir de entidades selecionadas
Adiciona um novo conjunto de seleção
a um conjunto já selecionado
Desfaz a seleção
Inverte a seleção
Seleciona tudo novamente
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I-28
Comandos de uso freqüente
Entidades selecionadas: nós, elementos, áreas, etc
Métodos de seleção
Seleciona por pick
Seleciona entidades
anexadas a outras entidades
Seleciona entidades por
atributos
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I-29
Uso de macros
A criação de um modelo de elementos finitos pode ser feita
no ANSYS de duas formas:
• usando a interface através dos menus e do mouse
• escrevendo linhas de comandos
As macros são programas ou seqüências de comandos
escritos em um arquivo em formato ASCII, onde cada
linha de comando tem um procedimento via menu
correspondente.
As vantagens em usar macros são:
• guardar modelos inteiros em arquivos pequenos .log
• facilidade em alterações
• velocidade de modelagem
• fazer programas de execução dentro do ANSYS
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I-30
Uso de macros
/COM, Structural
/PREP7
ET,1,PLANE82
KEYOPT,1,3,3
KEYOPT,1,5,0
KEYOPT,1,6,0
wpstyle,0.1,0.1,-1,1,0.003,1,2,,5
WPSTYLE,,,,,,,,1
CYL4,0,0,1
WPSTYL, STAT
KWPAVE,P51X
CYL4, , ,1
R,1,.5,
/PNUM,AREA,1
MP,EX,1,100e9
MP,NUXY,1,.3
AMESH
RECTNG,0,6,-1,1,
RECTNG,0,6,-1,1,
RECTNG,4,6,-1,-3,
fini
,
/solu
SFL,P51X,PRES,50,500,
solve
fini
/post1
PLNSOL,S,EQV,0,1
fini
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I-31