O que é Submodelagem?
Submodelagem é um modelo de análise criado para representar uma parte de uma grande estrutura com o objetivo de obter informações mais específicas.
Por exemplo, nesta placa de pressão da figura abaixo, você pode usar um submodelo para acessar a concentração de tensão na junta específica mostrada abaixo.
Se você tiver um modelo grande, é impraticável (e talvez impossível) aplicar uma malha de alta fidelidade a todo o modelo.
No entanto, sem uma malha de alta fidelidade, perderemos informações detalhadas sobre o que está acontecendo na região do filete mostrada no submodelo à direita.
Uma submodelagem pode ajudá-lo a observar a subseção e ver onde estão as tensões, ver se esse filete é estruturalmente suficiente e geralmente fornecer mais informações.
Quando devo utilizar Submodelagem?
Em que circunstâncias você pode usar um submodelo?
- Quando uma pequena mudança de projeto requer análise.
- Quando uma pequena parte de um projeto grande precisa ser projetada iterativamente.
Você não quer ter que executar seu grande modelo de análise repetidamente. Em vez disso, você pode iterar o submodelo e economizar tempo de computação na solução.
- Quando um recurso é adicionado a uma peça existente.
Em nosso exemplo, veremos um cenário em que se deseja adicionar uma passagem a uma nervura da asa. Será computacionalmente caro executar todo o modelo apenas para analisar a nova malha na nervura, portanto, um submodelo será útil.
- Quando uma análise de acumuladores de tensão local é necessário.
- Quando o tamanho de um modelo não permite a fidelidade necessária em locais específicos.
- Quando as informações de tensão são necessárias para um filete em um modelo de placa.
Vejamos um exemplo de situação em que a submodelagem pode ser usada.
Exemplo de pequena alteração de design:
Neste primeiro exemplo, suponha que foi solicitado para você adicionar uma passagem a uma nervura da asa.
Aqui está o nosso modelo de asa completa:
E aqui está a nervura à qual queremos adicionar uma passagem:
No software podemos facilmente isolar a nervura, adicionar a passagem e aplicar interativamente uma nova malha à nervura:
Agora que temos nosso submodelo, podemos analisar a nervura para ver como a adição da passagem afetou a estrutura.
Como controle, aqui está o submodelo sem o furo:
e aqui está o submodelo com o furo:
É um layout de tensão muito semelhante, mas você pode ver que o furo está provocando acumulos de tensão em torno do mesmo.
Conclusão
Submodelagem é um recurso muito útil para análise de pequenos locais de interesse de grandes modelos. Há grandes economias com relação a custo computacional.
Um ponto muito imporatante a se mencionar é que todo modelo deve passar por uma análise de convergência da malha. Esta análise pode ser por exemplo para as deformações ou para as tensões. Para realizar esta análise, deve-se refinar a malha até que a variação dos resultados de deformação e tensão não sejam significativos (abaixo de 3% por exemplo). A convergência da malha para deformações é muito mais rápido que para tensões, logo com uma malha grosseira, podemos alcançar deformações reais do modedo. Desta forma, para um modelo de grandes dimensões, podemos realizar uma primeira simulação para convergência da malha para as deformações considerando o modelo como um todo. Após isso, podemos realizar uma análise de submodelo em regiões de interesse onde vamos refinar a malha até que se obtenha convergência para as tensões.
