Estudo comparativo entre métodos analítico, experimental e numérico de solicitação por flexão três pontos

Abstract

O presente Trabalho de Conclusão de Curso tem por objetivo apresentar um estudo comparativo de uma solicitação por flexão três pontos, entre o cálculo analítico, ensaios experimentais e simulação computacional via método dos elementos finitos. Para tanto, uma barra de secção quadrada de 1/2" (12,7mm) em AISI-316 foi utilizada para a realização dos ensaios experimentais de flexão e cujos parâmetros serviram de base na obtenção dos valores de tensão de normal máximas tanto para o cálculo analítico como para a simulação numérica. Ensaios experimentais foram realizados em uma máquina de ensaios universal enquanto os cálculos analíticos foram realizados por meios das equações de resistência dos materiais e a simulação numérica, via método dos elementos finitos, por meio do software ANSYS utilizando uma malha tetraédrica altamente refinada. Como resultados, pôde-se observar uma grande precisão do método numérico, quando comparado com os cálculos analíticos e experimentais, no que se refere às tensões máximas principais, e uma pequena discrepância do método experimental para com o outros quando da comparação dos valores de flecha, isto é, do deslocamento transversal máximo.

This final paper aims to present by three methods, a comparative study of are quest by three points bending. The comparative will be done among analytical calculation, experimental tests and computational simulation via the finite elements method. For this, a square section bar with 1/2" diameter (12.7 mm), in AISI-316, was used to perform the experimental bending tests. Its parameters were used as a basis to obtain the maximum normal stress values for both analytical calculations as for numerical simulation. Experimental tests were performed in a universal testing machine. Analytical calculation was performed by strength of material equations. And finally, the numerical simulation was performed via the finite elements method, through the ANSYS software using a highly refined tetrahedral mesh. As a result, it was possible to observe a high accuracy of numerical method, when compared with analytical calculation and experimental tests, in relation to the main maximum stresses. And also a small discrepancy of the experimental tests method to the others when comparing the values of flex, that is, the maximum transverse displacement.