Perguntas mais frequentes (FAQ) - Área: Engenharia Mecância

No RFEM 6, a ordem dos componentes desempenha um papel importante ao editar as ligações, porque é "executada" de cima para baixo.

Por exemplo, se pretende editar uma chapa, primeiro tem de ser definida a "Chapa" na lista de componentes e abaixo o componente "Editor de chapas". Este princípio também se aplica a outros componentes, tais como o "Corte de chapa".

O vídeo anexo mostra em detalhe como deve proceder para modelar sem utilizar a biblioteca de componentes.

Sim, nas Opções especiais de Configurações de ligação com soldadura de linha tem a opção de ativar a consideração da excentricidade da soldadura. Isto nem sempre é necessário. Por exemplo, de acordo com a EN 1993-1-8 [1], Secção 4.12, a excentricidade da soldadura pode ser negligenciada se uma secção oca for ligada uniformemente a toda a circunferência ou se a excentricidade levar a um aumento das tensões de compressão na raiz da soldadura.

No caso da análise estrutural de barras com um modelo de material não linear, é gerada uma malha de EF na área da secção que é utilizada para o cálculo. A partir das versões RFEM 6.06.0009 e RSTAB 6.06.0009, a densidade da malha pode ser ajustada para a malha de EF da área da secção através de um fator de refinamento.

A malha predefinida é relativamente fina por defeito e, assim, garante um elevado grau de precisão para os resultados do cálculo.
No entanto, uma malha de EF mais grossa pode ser completamente suficiente em muitos casos, reduzindo significativamente o tempo de cálculo.

Pode ajustar o fator de refinamento da malha de EF na caixa de diálogo "Editar secção", no separador "Malha de EF". Quanto menor for o valor, mais fina é a malha.

Os efeitos da densidade da malha da área da secção no tempo de cálculo e nos esforços internos são apresentados abaixo utilizando um exemplo simples.

Secção: HD 260*54,1
Material: S235
Modelo de material: Isotrópico/plástico (barras)
Sobre o comprimento total da viga é aplicada uma carga vertical distribuída que é tão grande que se forma uma articulação plástica por cima do apoio central.

Foram analisados diferentes fatores de refinamento da malha de EF entre 0,5 e 5,8. O tempo de cálculo, bem como o momento de apoio e de flecha são avaliados. O desvio relativo dos resultados com um fator de refinamento da malha de EF de 1,0 é apresentado entre parênteses.

A tabela mostra que é aconselhável aumentar o fator de refinamento da malha de EF deste sistema estrutural. No caso de desvios relativamente pequenos dos esforços internos (menos de 1%), o tempo de cálculo para uma análise estrutural pode ser reduzido para metade.

Para considerar corretamente o apoio da estrutura no solo, é necessário escavar o solo em conformidade ou fornecer ao sólido uma abertura correspondente.

• Para modelar a escavação, os sólidos do tipo "Interseção" ou "Furo" são adequados para cortar a geometria de escavação no sólido de solo.
• Alternativamente, a escavação pode ser modelada manualmente através da modificação das superfícies de contorno dos sólidos de solo. Se for utilizado um maciço de solo, selecione o tipo "Sólido de solo".

A forma mais rápida de criar um sólido de contacto entre duas superfícies é primeiro copiar a superfície original utilizando a opção União de passos.

No novo separador União de passos, selecione a opção "Unir superfícies com sólido".
Selecione como modelo para este sólido o tipo de sólido Padrão.

Após copiar e criar os novos elementos, selecione o tipo de sólido Contacto. No novo separador, defina o tipo de Sólido de contacto (por exemplo, Transmissão total de força). Além disso, poderá selecionar um par de superfícies para ter este contacto. Automaticamente, é gerada uma lista das superfícies disponíveis.

Após definir o Sólido de contacto, é possível alterar as superfícies laterais para o tipo Sem espessura.

Uma torção pode ser realizada com um modelo de superfície. Para isso, é necessário primeiro dividir a barra (quanto mais fina for a divisão, mais preciso será o resultado) e depois gerar superfícies a partir da mesma.

Os contornos da secção resultante poderão depois ser facilmente rodados. Tenha em atenção que o encurtamento da secção não é considerado. O módulo adicional RF-IMP oferece resultados mais precisos, uma vez que permite deformar previamente a malha de EF.

Uma vez que as superfícies de contorno dos sólidos de contacto apenas podem ser do tipo Superfície nula, torna-se necessário modelar as superfícies adicionais com uma secção. A seguir, é apresentado um exemplo disso.

Temos um reforço de uma chapa com uma chapa adicional. Ambas as chapas estão unidas através de um sólido de contacto:

Para simular uma soldadura, são necessárias bordas nas duas chapas:

A borda inferior pode ser criada de forma simples inserindo uma nova superfície retangular. O programa irá perguntar se a superfície é para ser integrada na superfície de base, o que deve ser confirmado através de um clique em Sim. A superfície inferior irá apresentar duas aberturas; uma na superfície mais externa, onde fica a superfície da borda, e outra na superfície da borda, onde fica a superfície inferior do sólido de contacto:

Para a borda superior, também é necessário criar uma nova superfície e a abertura para a superfície superior do sólido de contacto deve ser inserida manualmente:

Depois de criadas as bordas, é possível inserir as superfícies reais para a soldadura:

Se a chapa de reforço fora agora sujeita a tração, as tensões de tração serão transferidas para a soldadura modelada:

É preferível criar o parafuso como um sólido único e não a partir de vários sólidos parciais (dentro do furo). Em seguida, pode colocar a libertação de superfície entre as superfícies de contacto dos sólidos. No caso de uma ligação de parafusos, a configuração para o tipo de libertação de superfície deve ser definida com uma não linearidade na direção u_z

Em alternativa, também pode introduzir libertações e rigidezes de mola para as restantes direções.

Clique aqui para descarregar um modelo correspondente.

Uma vez que os elementos nulos (t = 0, t * > 0) não têm influência nos momentos de inércia ou nos módulos de secção, mas são necessários para o cálculo das áreas de corte, por exemplo, as tensões de corte também podem ser calculadas nestes elementos.

A visualização ou o cálculo das tensões nos elementos nulos pode ser ativado nos parâmetros de cálculo, como mostra a Figura 01. Pode selecionar se as tensões são redistribuídas para os elementos ligados ou são representadas diretamente. A Figura 02 mostra as tensões de corte numa secção de exemplo.

Com base apenas nos resultados da superfície ou nas tensões da superfície, não é possível fazer uma declaração sobre o comportamento de encurvadura da viga em caixa. O comportamento de estabilidade pode ser analisado com o módulo adicional RF-STABILITY. Determina as formas de encurvadura e os fatores de carga críticos que permitem uma avaliação sobre o comportamento de encurvadura.

No entanto, o dimensionamento da encurvadura ainda não foi fornecido. Para este efeito, a forma de encurvadura teria de ser transferida para o modelo, para que pudesse ser calculada de acordo com a análise de segunda ordem no sistema estrutural imperfeito. Ao realizar uma análise de tensões com o módulo adicional RF-STEEL , pode então realizar a verificação de encurvadura.

O módulo adicional RF-IMP facilita a transferência da forma de encurvadura. Utilizando este módulo, pode gerar a geometria equivalente com base no modo de estabilidade, por isso é possível realizar o dimensionamento de encurvadura com uma análise de tensões de segunda ordem na estrutura pré-deformada utilizando o RF-STEEL.

O procedimento no RFEM pode ser assim:

• Modelação de toda a secção como modelo 3D
• Aplicação de cargas
• Cálculo de formas de encurvadura com o RF-STABILITY
• Geração de um modelo inicial com RF-IMP
• Cálculo de combinações de carga de acordo com a análise de segunda ordem com base no modelo equivalente
• Análise de tensões com o RF-STEEL

Como alternativa, pode utilizar o módulo PLATE-BUCKLING para analisar o comportamento da encurvadura.

Já existem alguns artigos técnicos muito interessantes sobre este tema no nosso site.

Como as superfícies têm apenas as direções x e y no plano, é necessário primeiro definir qual deve ser a tensão circunferencial e a tensão axial. No exemplo a seguir, sigma_x deve representar a tensão axial e sigma_y a tensão circunferencial.

O exemplo consiste num recipiente circular inclinado (Figura 01). Após a modelação, o programa tenta alinhar os sistemas de eixos locais de acordo com o sistema de eixos global (Figura 02). No entanto, no presente caso, o eixo x deve estar disposto ao longo de todas as superfícies do recipiente. Este alinhamento pode ser alcançado da seguinte forma.

Primeiro, o eixo z de todas as superfícies deve apontar para dentro ou para fora. No exemplo, foi selecionada a direção para fora. Se não for esse o caso numa das superfícies, pode clicar com o botão direito do rato na superfície e utilizar a função "Inverter sistema de eixos local" para mover o eixo z para o outro lado da superfície. Em seguida, selecione todas as superfícies e o separador Eixos na caixa de diálogo da superfície. A Figura 03 mostra a caixa de diálogo. Neste caso, foi selecionada uma das linhas de fronteira axiais para o alinhamento. A Figura 04 mostra os sistemas de eixos locais agora alinhados. Todos os eixos x estão dispostos no sentido axial e todos os eixos y no circunfrencial.

A Figura 05 mostra os resultados das tensões de membranas axiais (sigma-x,m) e sobre a circunferência (sigma-y,m).

Programas principais RFEM 5 ou RSTAB 8

1. Singularidades

2. Definição de apoio irrealista

3. Definição incorreta da direção/Não linearidades definidas incorretamente

4. O modelo não corresponde à realidade

Dependendo dos requisitos, existem várias opções. A título de exemplo, duas secções de canal que se cruzam servem de modelo de superfície, conforme apresentado na Figura 01. A distância das secções é sempre composta pela metade da espessura da superfície uma vez que as superfícies médias são modeladas no RFEM.

Para a opção 1, um parafuso é modelado entre as duas superfícies. É importante assegurar que a introdução de carga de um único nó numa superfície crie uma singularidade (Figura 02). Abaixo, encontrará uma ligação sobre como evitar a introdução de uma carga pontual ou como modelar um rolamento de furo. No caso desta opção mais simples, o parafuso também deve absorver as forças de compressão, uma vez que as superfícies não se apoiam umas nas outras.

A opção 2 utiliza adicionalmente um sólido de contacto (ver a descrição no link). No sólido de contacto, pode definir como as forças devem ser transferidas. Se o sólido de contato está em tração, o parafuso estará em tração e as superfícies em compressão (Figura 03).

Verifique as orientações de todos os apoios, barras e superfícies e, portanto, as orientações das cargas. Os respetivos sistemas de coordenadas podem ser visualizados através do Navegador Mostrar (Figura 01).

Se isso não resolver o problema, use o caso de carga mais simples possível, onde a deformação é fácil de seguir. Consulte os esforços internos e as deformações para detetar possíveis rotações ou ligações em falta (Figura 02). Para reconhecer as cargas rodadas nas superfícies, também pode utilizar a opção "Distribuição de cargas" nos resultados (Figura 03).

Muitas vezes falta uma suposta ligação entre uma superfície e uma barra. Neste caso, a malha de EF também pode mostrar se a ligação existe.

Se a assimetria permanecer, utilize uma cópia do modelo e elimine os elementos sucessivamente para encontrar a causa da simetria em falta.

Se tudo isto não funcionar, envie o modelo para a nossa linha de apoio com uma nota dos testes já realizados.

As superfícies rodadas são frequentemente utilizadas no RFEM para modelar e calcular facilmente as condições geométricas. No entanto, se utilizar um grande número de superfícies rodadas no modelo, pode ocorrer uma queda no desempenho. Isto deve-se à definição das superfícies, porque estas têm de ser geradas continuamente em segundo plano utilizando as condições de fronteira se ocorrer uma alteração no sistema estrutural.

Portanto, é recomendado substituir as superfícies rotacionadas por superfícies do tipo "Quadrilátero", o que reduz significativamente a quantidade de dados. Além disso, as superfícies quadrangulares também permitem aplicar cargas apenas a partes da superfície.