Representação de Contatos em Elementos Finitos

Atualizado: 20 de Jun de 2020

Quando se trabalha com sistemas que envolvem dois ou mais componentes em contato, definir e distinguir o comportamento interfacial pode ser crucial para o sucesso da análise. O Ansys conta com cinco representações distintas, sendo elas bonded, rough, no separation, frictionless e frictional. Nessa edição explicaremos a diferença entre cada uma delas e exemplificaremos alguns casos que elas se adequam.


BONDED


Nesse modo, as superfícies em contato irão se unir. Todos os graus de liberdade entre peças serão restringidos e pode ser utilizada para representar uniões ligadas, como soldas e componentes colados. Essa é a configuração padrão do Ansys quando um contato é identificado.


FRICTIONAL


Esse pode ser um dos casos mais complexos, as superfícies deslizam entre si, porém temos uma ação de restrição por atrito. Aqui o usuário pode selecionar o valor do seu coeficiente, respeitando o tipo de material utilizado (aço/aço, aço/alumínio, por exemplo) e até mesmo as condições superficiais, como rugosidade e lubrificação. A necessidade do seu uso deve ser avaliada, pois pode aumentar o custo computacional sem necessidade. Separação entre as faces é permitida.


ROUGH


Representa uma interface rugosa, onde temos a presença de atrito entre as superfícies, assim como acontece no frictional, no entanto, aqui o coeficiente tende ao infinito, não permitindo deslizamento entre as partes, porém, como elas não estão coladas como no bonded, a separação entres as faces é permita. Podemos interpretá-lo como uma fixação parafusada na região rosqueada (em alguns casos) ou encaixes com grande interferência, onde o deslizamento não acontece no funcionamento normal do componente.


FRITICTIONLESS


Assim como o rough, esse modo é um caso particular do frictional, só que de matéria oposta. Nessa modalidade o deslizamento é condicionado por um coeficiente de atrito nulo, não temos transferência de energia. É um caso indicado como simplificação da análise para regiões de baixa rugosidade onde o atrito é baixo.


NO SEPARATION


Por fim, o no separation é um caso também onde as peças deslizam entre si, mas o foco nesse caso está em permitir que as peças sempre tenham contato e não se separem, ideal muitas vezes para criar restrições de comportamento nas análises, como, por exemplo, na simplificação do movimento de engrenagens, onde a transmissão é feita somente pelo contato entre os dentes.


Agora que entendemos um pouco melhor suas características, cabe a você, engenheiro(a), avaliar e aplicá-los da melhor forma em seus projetos.


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