Modelagem de uma treliça composta por 3 barras
Objetivo
Determinar oas tensões na treliça representada abaixo sabendo-se que todas as barras são tubulares maciças e com diâmetro de 113 mm, sendo a vertical e horizontal de alumínio ($E = 69 GPa$) e a inclinada de aço ($E = 200 GPa$). A carga F é de 10.000 N e o comprimento L de 1,0 m.
Resolução utilizando o Abaqus 6.12 Student Edition
O procedimento usual de resolução é demonstrado no seguinte fluxograma, cuja ordem pode eventualmente ser alterada por conveniência:
1. Pré-processamento
1.1. Início da análise
- Na caixa Start Session, selecione With Standard/Explicit Model.
- No Menu Model, clique com o botão direito em Model-1 e selecione Rename.
- Digite Treliça3barras e clique em OK.
1.2. Criação da geometria base e definição do tipo de elemento
- No Menu Model, dê um duplo clique em Parts.
- No campo Name digite treliça.
- Em Modeling Space selecione 2D planar.
- Em Base Feature selecione Wire.
- Em Approximante Size digite 10 e clique em Continue...
- Na Caixa de Ferramentas, selecione Create Lines: Connected.
- Na Área de Comando, insira em ordem as coordenadas, teclando Enter entre uma e outra: 0,0 - 1,0 - 0,1 - 0,0.
- Desative a função Create Lines: Connected apertando a tecla Esc e clique em Done.
1.3. Atribuição das propriedades dos materiais
- No Menu Model, de duplo clique em Materials.
- No campo Name digite Alumínio.
- Na caixa Edit Material clique em Mechanical, selecione Elasticity e clique em Elastic.
- Em Young’s Modulus digite 69E9 e clique em OK.
- Repita o procedimento para criar o material Aço com Young’s Modulus de 200E9.
1.4. Atribuição das propriedades das seções das barras
- No Menu Model, dê um duplo clique em Sections.
- No campo Name digite Seção 1.
- Em Category selecione Beam.
- Em Type selecione Truss e clique em Continue...
- Selecione Alumínio em Material e em Cross-sectional area digite 0.010028749 e clique em Ok.
- Repita o procedimento para criar a Seção 2, de mesma área e selecionando Aço em Material.
1.5. Associação das seções
- No Menu Model, abra Parts (1) e em seguida treliça.
- Clique duas vezes em Section Assigments.
- Pressione Shift, selecione as barras vertical e horizontal e clique em Done.
- Selecione Seção 1 e clique em OK.
- Selecione agora a barra diagonal atribuindo-a a Seção 2. Ao final clique em Done.
- No Menu Model, abra Assembly e dê um duplo clique em Instances.
- Certifique-se que está selecionado Dependent (mesh on part) em Instance Type e clique em OK.
1.6. Aplicação das condições de contorno
1.6.1 Cargas
- No Menu Model, dê um duplo clique em Steps (1).
- Renomeie para Carregamento.
- Em Procedure type selecione Linear Perturbation, clique em Static, Linear Perturbation e em seguida em Continue...
- Na janela Edit Step, clique em OK.
- No Menu Model, dê um duplo clique em Loads.
- No campo Name digite Carga F e clique em Continue...
- Selecione o ponto de aplicação da força e clique em Done.
- Na janela Edit Load digite -10000 no campo CF2 e clique em OK.
1.6.2 Apoios
- No Menu Model, dê um duplo em BCs.
- No campo Name digite Apoio Fixo.
- Em Step selecione Initial.
- Em Types for Selected Step selecione Displacement/Rotation e clique em Continue…
- Selecione o ponto inferior esquerdo da treliça e clique em Done.
- Na janela Edit Boundary Condition marque as opções U1 e U2 e clique em OK.
- Repita o procedimento para criar o Apoio Móvel, aplicado no ponto superior esquerdo e marcando apenas U1.
1.7. Criação da malha
- No Menu Model, dê um duplo clique em Mesh (Empty).
- Na Barra de Contexto, em Object, selecione Part.
- No Menu Principal clique em Mesh e posteriormente em Element Type.
- Selecione com o mouse toda a treliça e clique em Done.
- Na janela Element Type selecione Truss em Family.
- Clique em OK e em seguida em Done.
- No Menu Principal, clique em Seed e posteriormente em Edges.
- Selecione a treliça e clique em Done.
- Na janela Local Seeds, altere Method para By number.
- Altere Number of elements para 1.
- Clique em OK e após a janela Local Seeds fechar clique em Done.
- No Menu Principal clique em Mesh e posteriormente em Part.
- Aparecerá a pergunta "OK to mesh the part?", clique Yes.
2. Processamento
- No Menu Model, dê um duplo clique em Jobs.
- Na janela Create Job clique em Continue... e em Edit Job clique em OK.
- Abra Jobs (1), clique com o botão direito em Job-1 e clique em Submit.
- Se aparecer uma janela dizendo “Job files already exist for Job-1. OK to overwrite?”, clique em OK.
- Aguarde o processamento dos dados, que estará concluído quando aparecer (Completed) ao lado de Job-1 no Menu Model.
3. Pós-processamento
3.1. Análise gráfica
- No Menu Model, clique com o botão direito em Job-1(Completed) e clique em Results.
- Na Caixa de Ferramentas, clique em Plot Contours on Deformed Shape.
- Na Área de Ferramentas, selecione S11 onde, por padrão, deve estar selecionado Mises.
- Na Caixa de Ferramentas, clique em Common Options.
- Na janela Common Plot Options selecione a aba Labels e marque Show element labels e Show node labels e clique em OK.
- No Menu Principal, clique em Viewport e em seguida em Viewport Annotation Options...
- Na janela aberta selecione a aba Legend.
- Clique em Set Font.
- Na nova janela, altere Size para 14.
- Clique em OK nas duas janelas abertas.
- Clique em View e em seguida em ODB Display Options.
- Na aba General, em Idealizations, marque Render beam profiles e digite 0.3 em Scale factor.
- Clique em Apply e veja a mudança.
- Desmarque Render beam profiles e clique em OK.
- As tensões nas barras já estão exibidos em escala de cores, mas é possível ainda salvar as tensões em um documento de texto.
3.2. Variáveis de saída
- No Menu Principal, clique em Report e em seguida em Field Output...
- Na janela Report Field Output, abra S: Stress components, marque S11 e clique em OK.
- A mensagem aparecerá: "The field output report was appended to file “abaqus.rpt". O arquivo abaqus.rpt pode ser encontrado em C:\Users\”Nome do Usuário”\abaqus.rpt.
- O arquivo listará as tensões das barras.
- No Menu Principal, clique em File e em seguida em Save As...
- Dê um nome ao arquivo e clique em OK.