Ansys pág.2


Contatos no Ansys Workbench:

    Na análise estrutural de conjuntos há mais uma configuração nas condições de contorno á ser definida pelo usuário, esta configuração é o contato entre as peças. E de todas as condições de contorno existentes aplicadas a um conjunto de peças, aquilo que mais influencia os resultados obtidos é o tipo de contato.

    Quando o conjunto é inserido ou atualizado no ambiente do Design Simulation do Ansys Worckbench automaticamente os contatos entre as peças são inferidos, se não for configurado de outra maneira, estarão Bonded (Colados). É possível aplicar contatos manualmente seja entre faces, seja entre arestas ou ainda de pontos de solda (Spot Welds).

    Os contatos podem ser configurados para que sejam detectados por uma distância mínima de proximidade atribuindo-se um valor de distância ou por relevância de -100 a +100, sendo -100 correspondente a maior distância e +100 menor distância. Também é possível configurar se os contatos devem ser Face/Face, Face/Aresta ou Aresta/Aresta e qual a prioridade para detecção automática.

Tipos de contato

    No Ansys Workbench existem diferenças nas opções de contato e determinam como os corpos podem se mover em relação ao outro. A maioria desses tipos só se aplica a regiões de contato formadas por faces. Os tipos são: Bonded (Ligado ou colado), No separation (Sem separação), Frictionless (Sem atrito), Rough (Áspero) e Frictional (Com atrito).

    Bonded - Ligado

    Esta é a configuração padrão para regiões de contato, sempre que se inicia o Design Simulation (Ambiente de análise estrutural) de um conjunto de peças, este tipo é automaticamente inferido. Se as regiões de contato são ligadas, em seguida, nenhum deslizamento ou separação entre as faces ou arestas é permitido. Imagina-se a região como colada. Este tipo de contato permite uma solução linear já que o contato comprimento / área não mudará durante a aplicação da carga. Se o contato for determinado com o modelo matemático, eventuais lacunas serão fechadas e qualquer penetração inicial será ignorada.

    No separation - Sem separação

    Esta opção de contato é semelhante ao caso ligado. Ele só se aplica às regiões de faces. A separação das faces em contato não é permitida, mas pequenas quantidades de atrito de deslizamento podem ocorrer ao longo de faces de contato.

    Frictionless - Sem atrito

    Esta é a opção padrão de análise de contato unilateral, ou seja, a pressão normal é igual a zero se a separação ocorre. Só se aplica às regiões de faces. Assim, as lacunas podem formar-se entre os corpos, dependendo da carga. Esta solução não é linear porque as áreas de contato podem ser alteradas conforme a carga é aplicada. Um coeficiente zero de atrito é assumido, permitindo correr livre. O modelo deve ser bem restrito ao usar essa opção de contato. Molas fracas (Weak springs) são adicionadas ao conjunto para ajudar a estabilizar o modelo a fim de alcançar uma solução razoável.

    Rough - Áspero

    Semelhante à opção de atrito, esta opção de atrito áspero é perfeitamente adequada a modelos onde não há deslizamento. Só se aplica às regiões de faces. Por padrão, nenhum fechamento automático das lacunas é realizado. Este caso corresponde a um coeficiente de atrito infinito entre os corpos em contato.

    Frictional – Com atrito

    Nesta opção, o contato entre duas faces pode carregar tensões de cisalhamento até certa magnitude através de sua interface antes de começar a deslizar em relação ao outro. Só se aplica às regiões de faces. Este estado é conhecido como "aderente". O modelo define uma tensão equivalente de cisalhamento em que se desliza pela face começa como uma fração da pressão de contato. Uma vez que a tensão de cisalhamento é excedida, as duas faces vão deslizar em relação à outra. O coeficiente de atrito pode ser qualquer valor não negativo.

Direitos Reservados Domingos F. O. Azevedo © - Agosto de 2013

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Exemplo de análise no Design Simulation
do Ansys Workbench

    Nas figuras a seguir, se tem á esquerda as condições de contorno de uma peça com apoios e carga aplicada nos furos e a direita a mesma peça com a malha discretizada automaticamente pelo programa ANSYS 8.0.

Figura 2.5.1: Objeto geométrico definido com as condições de contorno e discretizada.

    Na figura abaixo, são mostradas no painel da árvore (Outline) as definições relativas á análise do projeto da peça anterior, note que o processamento não é visível em Outline, pois esta etapa é um procedimento interno do software no cálculo das soluções requisitadas pelo usuário.


 Figura 2.5.2: Definições de pré-processamento, análise e pós-processamento no Ansys.

    Na figura abaixo, se tem um exemplo de resultados da análise estrutural, onde á esquerda é mostrada a peça colorida, representando a variação de tensão nesta, tendo ao lado na legenda, uma barra colorida mostrando a correspondência entre as cores e a variação de tensão na peça.

    Á direita é mostrada a mesma peça e a deformação sofrida em decorrência das condições de contorno e da elasticidade do material da peça.

Figura 2.5.3: Visualização de resultados de tensão e de deslocamento em uma peça.




















Direitos Reservados Domingos F. O. Azevedo © - Outubro de 2013


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