A etapa de análise estrutural é imprescindível para projetos mecânicos onde é necessário realizar escolhas como os materiais utilizados, como fixar seus componentes e principalmente, compreender quais os comportamentos da estrutura com base nas cargas que são aplicados a esta, sejam essas cargas estáticas ou dinâmicas.
Essas análises podem ser feitas de alguns jeitos diferentes, tais como por meio de análises analíticas, numéricas e por meio de ensaios experimentais. No entanto, ao se analisar o custo e a precisão desses métodos, as análises numéricas são as mais indicadas para a maior parte dos casos dentro da Engenharia Mecânica, pois conseguem indicar resultados extremamente confiáveis através de simulações e não demandam tanto tempo e custos quanto os ensaios experimentais.
Assim, através das simulações é possível saber se uma estrutura é estável ou não e também dimensionar as cargas permanentes e variáveis que atuam nela para a segurança de todos envolvidos.
Resumindo, podemos caracterizar o passo-a-passo de uma análise estrutural como responder às circos perguntas abaixo:
Existem diversos softwares que podem ser utilizados (Ansys e SolidWorks, por exemplo) para análise estrutural, no entanto, a maioria deles utiliza o método de elementos finitos, onde se divide o corpo todo em elementos menores para a análise individual deles e a solução completa da análise é dada pela combinação das soluções individuais.
Pode-se resumir as etapas para simulação da seguinte forma:
Os softwares de simulação estrutural utilizam modelos 3Ds para realizar as simulações e a maior parte destes possuem também recursos para realizar essas modelagens.
O material utilizado pode ser tanto um material real na base de dados do programa assim como um material fictício ou criado pelo usuário, com seus parâmetros definidos manualmente.
Como foi explicado anteriormente, o método de elementos finitos utiliza uma divisão do corpo e é muito importante definir como será feita essa divisão para o estudo a ser feito.
Definir bem quais são as forças e contatos que são aplicadas ou presentes na estrutura é fundamental para que os resultados sejam confiáveis. Nesse sentido, existem diferentes tipos de cargas que podem ser definidas, como estáticas e dinâmicas ou lineares e não-lineares assim como diferentes tipos de vínculos. Definidas essas condições, o próximo passo é definir qual o parâmetro a ser analisado, por exemplo, as deformações e deslocamentos do corpo ou a distribuição de tensão ao longo do corpo.
Por meio dos resultados obtidos, é possível chegar a importantes conclusões sobre a estrutura. A garantia da segurança e o entendimento dos pontos críticos da estrutura são as principais a serem consideradas, no entanto, definições importantes de projeto podem ser feitas como o material a ser utilizado e a maneira como serão fixados os componentes da estrutura podem ser validados através dos resultados das simulações.
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