trabalho de mecanica computacional

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS - PUC Minas Graduação em 
Engenharia Mecânica - PUC Coração Eucarístico 
 
 
 
 
 
 
 
 Guilherme Grossi Lamas Neto 
 
 
 
 
 
Comparação elemento 3D inicial e elemento 3D final 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Belo Horizonte 
2024 
1. INTRODUÇÃO 
Este trabalho se dedica à análise de um pórtico por meio da simulação 
tridimensional por elementos finitos. Os pórticos são estruturas amplamente utilizadas em 
diversos projetos de construção, devido à sua eficiência e versatilidade. Através de uma 
abordagem detalhada, busca-se compreender o comportamento estrutural e a integridade 
do pórtico sob diferentes condições de carga. 
O estudo abrange os princípios fundamentais da análise por elementos finitos, 
explorando aspectos como discretização de estruturas, propriedades dos materiais e 
condições de contorno. Utilizando software avançado, como ANSYS ou Solidworks, a 
pesquisa visa simular com precisão o comportamento do pórtico, oferecendo insights 
valiosos para o projeto e otimização dessas estruturas. Suas descobertas têm o potencial 
de contribuir significativamente para a engenharia estrutural, oferecendo diretrizes 
importantes para a aplicação prática e segura de pórticos em diversos contextos de 
construção. 
 
2. DESENVOLVIMENTO 
 
Para desenvolvimento e obtenção dos dados, é necessário que se obtenha uma 
estrutura de análise, para que sejam aplicados os métodos para verificação. Abaixo, 
segue as dimensões do projeto além das cargas e restrições a serem aplicadas ao objeto 
de estudo. 
 Dois pilares quadrados de lado L= 0,2 [metros] e altura h= 3 [metros]; 
 Uma viga retangular de comprimento C=5,4 [metros], altura h’= 0,5 [metros] e 
largura L’=0,2 [metros]. 
 
As condições e restrições são: 
 Cargas: Carga de 18.000 N distribuída na face superior da Viga; 
 Restrições: Bases Engastadas; 
 Material do pórtico: ASTM-A36; 
 Sem contatos. 
 
Na primeira aula, a definição da malha para simulação foi realizada de forma 
automática, sem qualquer modificação subsequente. No entanto, ao longo dos encontros 
subsequentes, houve uma mudança de abordagem, com a compreensão de que a 
definição de uma malha mais refinada pode proporcionar resultados mais precisos. 
Embora isso possa aumentar o tempo de processamento da simulação e, em casos 
extremos, até mesmo causar travamentos, a decisão foi tomada de forma unânime em 
favor de uma malha mais refinada. Esta escolha foi viabilizada pela capacidade de 
processamento dos computadores disponíveis na instituição, que permitem lidar com esse 
aumento na complexidade computacional. 
DEFINIÇÃO DA MALHA 
Malha Fina 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Deslocamento resultante 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Deslocamento em X 
 
 
 
Deslocamento Y 
 
Deslocamento Z 
 
Tensão de Von Misses 
Malha Grossa 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Deslocamento resultante 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Deslocamento em X 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tensão Von Misses 
PLANO DE TENSÕES PRINCIPAIS NA MALHA AUTOMÁTICA 
 
Tensão Normal X 
 
Tensão Normal Y 
 
1° Tensão Principal 
 
2° Tensão Principal 
 
3° Tensão Principal 
 
PLANO DE TENSÕES PRINCIPAIS NA MALHA FINA 
 
Tensão Normal X 
 
Tensão Normal Y 
 
1° Tensão Principal 
 
2° Tensão Principal 
 
3° Tensão Principal 
PLANO DE TENSÕES PRINCIPAIS NA MALHA GROSSA 
 
Tensão Normal X 
 
Tensão Normal Y 
 
1° Tensão Principal 
 
2° Tensão Principal 
 
3° Tensão Principal 
Realizando uma analise no interior do pórtico 
 
 
 
 
 
 
 
3. ANÁLISE DOS RESULTADOS 
 
 
Após conduzirmos as simulações, procedemos a uma comparação entre três tipos 
de malhas: Malha Automática, Malha Fina e Malha Grossa. Ficou claro que há 
diferenças entre essas malhas. 
 
Para o estresse de Von Mises: Os resultados da simulação de estresse de Von Mises 
evidenciam que a malha grossa produz valores mais elevados nas regiões 
deformadas, enquanto a malha fina resulta em valores mais baixos, e a malha 
automática se situa entre elas. 
 
Quanto ao Deslocamento: As conclusões obtidas nas simulações de deslocamento 
indicam que, embora as malhas possam variar, os resultados são praticamente 
idênticos. 
 
No que tange às Tensões Principais: Foi observado que os resultados exibem 
algumas discrepâncias que poderiam impactar um projeto caso uma precisão 
detalhada fosse necessária. Entretanto, para fins de ensino, os resultados fornecidos 
podem ser considerados "semelhantes". 
 
A partir dessa análise das três malhas, chegamos a uma conclusão final, que sugere 
que simulações com ajustes na malha, dependendo do projeto específico ou do 
design, podem ter sua relevância variando significativamente. 
4. CONCLUSÃO 
 
 
 
Após uma análise minuciosa das simulações realizadas com diferentes grades 
de malha, podemos concluir que a escolha da malha tem um impacto significativo nos 
resultados obtidos. Em particular, observamos variações nas tensões de Von Mises, 
deslocamentos e tensões principais, dependendo da malha utilizada. Enquanto a 
malha fina tende a fornecer resultados mais precisos, a malha grossa pode 
superestimar valores nas regiões deformadas. No entanto, para fins educacionais ou 
projetos menos sensíveis à precisão detalhada, os resultados das simulações com 
diferentes malhas podem ser considerados suficientemente semelhantes. 
 
É importante ressaltar que a seleção da malha deve ser cuidadosamente 
ponderada, levando em consideração a natureza específica do projeto e os requisitos 
de precisão. Em alguns casos, a escolha de uma malha mais refinada pode ser 
essencial para garantir resultados confiáveis, especialmente em projetos onde a 
precisão é crucial. Por outro lado, em situações onde a precisão absoluta não é vital, 
uma malha mais grosseira pode ser aceitável, considerando também as limitações de 
processamento e tempo de simulação. 
 
Portanto, concluímos que a análise das malhas é um aspecto fundamental na 
simulação estrutural, e que a compreensão das diferenças e trade-offs entre as 
diferentes malhas é essencial para garantir resultados precisos e confiáveis em 
projetos de engenharia.