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Universidade Estadual de Campinas |
Faculdade de Engenharia Mecânica |
Aula 14
Assunto : Barras
Objetivos:
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Apresentou-se o problema de uma treliça envolvendo várias
barras. Descreveu-se passo a passo o procedimento para a resolução
deste problema pelo método de elementos finitos.
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Nesse sentido, foram apresentadas as noções de matriz de
rigidez e vetores de carga, deformação específica
e tensão normal para cada elemento de barra. Esta matriz e os vetores
foram transformados para um sistema global de referência. Observou-se
que no sistema local do elemento, cada nó possui como grau de liberdade
apenas o deslocamento axial. Quando se faz a transformação
para um sistema global, este deslocamento axial local se decompõe
em componentes de deslocamento nas direções X e Y globais.
Assim, cada nó passar a ter dois graus de liberdade de deslocamento.
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Através de um exemplo, apresentou-se o conceito de incidência
para os graus de liberdade do problema o qual é empregado na superposição
local-global das matrizes de rigidez. Efetuou-se o procedimento de superposição
dos elementos de barra de uma treliça. Observou-se que a solução
do problema de treliça resulta na resolução de um
sistema de equações lineares que fornece os deslocamentos
em cada nó da treliça.
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Como complemento ao desenvolvimento teórico apresentado no exemplo
anterior (i.e., os rudimentos do método de elementos finitos), resolveu-se
passo a passo um problema de treliça no programa de análise
ANSYS 5.6. Foram discutidas ainda as diversas etapas de análise
no ANSYS como: pré-processamento (construção da geometria
do problema e geração de malha), solução (aplicação
de carregamentos e condições de contorno, montagem da matriz
de rigidez e vetor de carga globais + solução do sistema
linear) e pós-processamento (apresentação de resultados
por meio de gráficos e tabelas).
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A treliça foi dimensionada assumindo-se inicialmente uma área
da seção transversal unitária. Com as tensões
obtidas no programa Ansys, efetua-se a divisão da tensão
admissível com os valores obtidos para determinar a área
da seção. Selecionam-se as áreas finais empregando-se
uma tabela de perfis.
Referência: ver notas de aula e arquivo trel.log
com os comandos do programa Ansys em http://www.fem.unicamp.br/~em421/textos.htm.
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