Recomendação: usando prendedores no Creo Simulate
Visão global
Prendedores são usados para conexão de dois componentes em uma montagem.
A ferramenta de prendedores Creo Simulate cria uma idealização de um prendedor. O prendedor é usado primariamente para fornecer uma representação da transferência de carga por meio de uma estrutura, em oposição a uma interface unida ou vínculos rígidos que ligam as superfícies. Para Creo Simulate versão 2.0 e posterior, os prendedores padrão são modelados usando uma idealização de viga Timoshenko que usa uma matriz rígida de 12x12 para fornecer mais precisão. Este tipo de modelagem leva em consideração as forças axiais, bem como o cisalhamento, a rigidez de torção e dobra no prendedor. Há um número de medidas criadas automaticamente que descrevem diferentes quantidades que são calculadas para um prendedor durante a análise.
Durante a modelagem de prendedores, você deve se lembrar que não há realmente nenhum contato entre a haste e o furo do prendedor. Você pode modelar tanto os prendedores de parafuso simples quanto de parafuso com porca. Prendedores podem ser modelados para modelos sólidos ou de casca. Existem determinados pré-requisitos para um modelo ao usar prendedores. Se um prendedor não atender a esses pré-requisitos, você não poderá usar o prendedor ou poderá obter mensagens de erro ou aviso durante a criação do prendedor ou ao executar uma análise.
Este documento se expande em alguns conceitos que ajudam a entender como melhor usar prendedores em Creo Simulate.
Você pode consultar os vínculos relacionados no final deste documento para obter uma descrição mais detalhada da funcionalidade.
Criando prendedores usando diâmetro e material
Uma seção cruzada de um prendedor de parafuso com porca entre dois componentes sólidos é mostrada na figura a seguir:
1. componente superior
2. componente inferior
3. regiões anulares geradas mantidas em contato com o mecanismo de "Separação fixa"
4. diâmetro da haste do prendedor
5. diâmetro da porca e da cabeça do prendedor
6. diâmetro de teste de separação
Figura 1
Você precisa ter em mente algumas regras ao especificar as quantidades a seguir:
1. Diâmetro - este valor é o diâmetro interno do menor furo no prendedor, por padrão. Não especifica um valor maior que o diâmetro do menor furo.
2. Diâmetro da porca e da cabeça do prendedor - este é o valor do diâmetro da cabeça do parafuso com porca e um prendedor do tipo de parafuso com porca é igual ao diâmetro da porca. Especifique um valor maior que o valor de diâmetro.
3. Diâmetro de teste de separação - este é o diâmetro das regiões anulares criadas ao redor do prendedor que são mantidas em contato com o mecanismo de Separação fixa. Especifique um valor maior que o diâmetro da porta e da cabeça. Ele deve ser pelo menos duas vezes o valor do diâmetro da haste do parafuso com porca. Recomenda-se criar regiões de superfície para a área do diâmetro de teste de separação.
Sobre a interface entre prendedores
A interface padrão em um modelo é uma interface livre.
O método mais preciso para a modelagem da interface entre duas peças conectadas em um modelo é criar uma interface de contato real entre as peças. Quando você usa um prendedor para juntar dois componentes, os dois componentes não devem interpenetrar. Separação fixa é uma aproximação rápida e fácil da interface entre as duas peças. Quando você marca a caixa de seleção Separação fixa, os dois componentes são mantidos em contato com o mecanismo de Separação fixa. As moldas distribuídas rígidas de Superfície para superfície impedem que as duas peças interpenetrem. Uma regra geral para quando usar Separação fixa e ao usar contatos é a seguinte:
• Se um modelo tiver interfaces de contato definidas para ele e se você quiser também definir um prendedor, será uma boa prática definir uma interface de contato entre os dois componentes a serem conectados. Neste caso, limpe a caixa de seleção Separação fixa, pois a análise criada quando Separação fixa é definida é uma análise linear, enquanto uma análise de contato não é linear.
• Separação fixa é uma boa opção quando a maioria da compactação está na interface. Após executar a análise, acesse o arquivo rpt. Se Separação fixa não estiver funcionando corretamente, você verá a seguinte mensagem no arquivo rpt:
"A opção de separação fixa para o prendedor está impedindo que as peças se separem nos locais onde elas devem se separar. Portanto, os resultados para esta análise podem ser imprecisos. Você deve desabilitar a opção de separação fixa para o prendedor e, se desejado, apresentar uma interface de contato entre as peças que estão conectadas pelo prendedor."
Outro indicador de se Separação fixa está funcionando corretamente é a medida fastenerName_intf_norm_forc. A medida criada automaticamente fastenerName_intf_norm_forc controla a força normal total entre os dois componentes presos na região anular de separação fixa. É a medida de Ft- Fc, onde:
Ft - força tensional na região anular
Fc - força de compactação na região anular
Você pode examinar o valor desta medida no arquivo rpt. Um valor negativo dessa medida indica que há compactação de rede e que Separação fixa está funcionando corretamente. Valores positivos indicam tensão na rede e que os componentes estão se separando. Por exemplo, no modelo simples mostrado abaixo, duas chapas quadradas são unidas com um parafuso com porca passando pelos furos no centro. Selecione Separação fixa e especifique cargas de 1000 lbm/seg 2 em cada placa. Especifique uma pré-carga de 500 lbm/seg2. (Marque a caixa de seleção Considerar rigidez). As cargas separam as chapas enquanto as molas de Separação fixa tentam mantê-las unidas.
 1. Força de 1000 lbm/seg 2 ao longo da direção Z negativa 2. Força de 1000 lbm/seg 2 ao longo da direção Z positiva 3. Prendedor de parafuso com porca definido com Separação fixa selecionada Figura 1 |  Figura 2 |  1. Região na qual as peças estão tentando se separar Fig. 3 |
Após executar uma análise estática, o valor da medida fastenerName_intf_norm_forc é 179.3237 lbm/seg 2, que indica tensão de rede. Neste caso o mecanismo de mola de Separação fixa tenta manter as duas peças juntas quando elas devem ser separar. Isso pode gerar resultados incorretos. Neste caso, você deve desmarcar a caixa de seleção Separação fixa e definir uma análise de contato entre as peças em contato.
Pré-cargas do prendedor
Para Creo Simulate, versão 3.0 e posterior, quando você usa Separação fixa, há uma caixa de seleção Levar em conta a rigidez a ser usada junto com o valor de pré-carga.
Em versões anteriores do software, é necessário executar duas análises e calcular a pré-carga com base no valor da força axial no prendedor na primeira análise. Para Creo Simulate 3.0 e posterior, o software automaticamente calcula o valor de escala para que o valor de pré-carga que você especifica seja a pré-carga real sobre o prendedor.
Se você marcar a caixa de seleção Levar em conta a rigidez, o software levará em consideração a deformação do modelo, o que resultará em um valor reduzido de força de tração ou axial no prendedor. O dimensionamento a ser aplicado à pré-carga é calculado executando uma primeira análise base, sem nenhuma carga externa aplicada. Uma segunda análise é executada com cargas externas aplicadas e usa um novo valor ajustado de pré-carga calculado a partir da análise base. Considere o exemplo a seguir:
1. Fig. 1 mostra um modelo simples de duas chapas quadradas com comprimento preso com um parafuso com porca por meio de furos que passam pelos centros das chapas. Uma força de carga de 100 lbm/seg 2 na direção X é aplicada ao longo da superfície superior da placa 1.
 1. Placa 1 2. Placa 2 3. Prendedor de parafuso com porca passando pelas placas 1 e 2. Fig. 4 |  Incluir pré-carga está selecionada Fig. 5 |
2. Selecione Incluir pré-carga e marque a caixa de seleção Levar em conta a rigidez, como mostrado na Fig. 5.
3. Especifique uma pré-carga de 500 lb m/seg 2 e execute uma análise estática.
4. Navegue para a pasta de análise e abra o arquivo rpt para a análise. O arquivo rpt mostra que duas análises consecutivas são executadas. A primeira é uma análise base que considera a pré-carga como a única carga no modelo - o cálculo ignora todas as cargas externas. Você vê a linha "Análise base para dimensionar pré-cargas do prendedor" no arquivo rpt. O valor da força axial do prendedor mostra um valor menor que a força de pré-carga que você especificou. Neste caso é 201.22 lbm/seg2
 Fig. 6 |  Fig. 7 |
5. Outra linha "Análise com pré-cargas do prendedor dimensionado e cargas externas" é vista ainda mais no arquivo rpt. Neste caso, a pré-carga do prendedor dimensionado que é calculada a partir da análise base é usada. Você verá que o valor da força axial do prendedor agora é muito próximo ao valor 500 lbm/seg 2 especificado como uma pré-carga.
Se você selecionar Incluir pré-carga e não selecionar Levar em conta a rigidez, será necessário fazer os cálculos acima manualmente.
Neste caso, é necessário executar uma primeira análise sem nenhuma carga externa. Use o valor da força axial do prendedor na fórmula a seguir:
Fi=(Fn)2/Fp
onde Fi - entrada de pré-carga requerida
Fn - entrada de carga nominal na análise estática
FP - força axial do prendedor (força de tração) relatada na análise estática
Para uma pré-carga de 500 (Fn), especifique o prendedor Força de pré-carga como 500 na primeira análise. O valor da força axial do prendedor (Fp) é 261.6535 na primeira análise.
 Fig. 8 |  Fig. 9 |
Substituindo esses valores na equação, o valor de Fi (entrada de pré-carga requerida), que seria realmente necessário inserir como Força de pré-carga, seria aproximadamente 956.5588. Se uma segunda análise sem força externa e uma força de pré-carga de entrada de 960 fosse executada, o valor da força axial do prendedor indicado no arquivo rpt seria muito próximo a 500, que é a força de pré-carga que desejamos.
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Criando prendedores múltiplos
Embora você não possa criar um padrão de prendedores, se precisar criar vários prendedores em um modelo, poderá copiar e colar o prendedor junto com todas as suas propriedades.
Para copiar e colar um prendedor:
1. Selecione um prendedor que deseja copiar, na Árvore de modelo ou a partir da janela de gráficos.
2. Clique com o botão direito e selecione Copiar
3. Clique com o botão direito e selecione Colar
4. A caixa de diálogo Definição de prendedor abre e mostra todos os campos que foram especificados para o prendedor copiado.
5. Especifique as referências para o novo prendedor que você deseja criar. Modifique os outros campos de acordo com sua necessidade.
6. Clique em OK para criar uma cópia do prendedor. Você pode colar o mesmo prendedor várias vezes para criar mais prendedores.
Matriz suportada de funções e interface de usuário do prendedor
A matriz a seguir mostra a funcionalidade diferente suportada e as opções da interface de usuário correspondentes disponíveis:
Parafuso com porca ponto-ponto | Parafuso com porca aresta-aresta | Parafuso | Limitações gerais | |
|---|---|---|---|---|
Conectando cascas | Sim | Sim | Não | Consulte o documento pré-requisitos para obter limitações gerais ao criar prendedores. |
Conectando sólidos | Não | Sim | Sim | |
Separação fixa | ND | Sim | Sim | |
Se Separação fixa for selecionada e Interface sem atrito estiver vazia, o cisalhamento inteiro será realizado pela interface. Inversamente, se Interface sem atrito for selecionada, a força do cisalhamento inteiro será realizada pelo parafuso com porca. | ||||
Incluir pré-carga | ND | Sim | Sim | |
Considerar rigidez | ND | Sim | Sim | |
Se uma interface de contato for definida manualmente entre os componentes presos, as opções Separação fixa e Interface sem atrito no prendedor serão completamente ignoradas e o cisalhamento será determinado da seguinte forma:
• Fricção infinita - o cisalhamento inteiro é realizado pela interface
Em alguns casos, dependendo da rigidez relativa do prendedor e da interface, o prendedor pode conter uma pequena quantidade de cisalhamento
• Sem atrito - o cisalhamento inteiro é realizado pelo prendedor.
• Finito - o cisalhamento é compartilhado entre a interface e o prendedor.
Determinado pelos valores de rigidez e tração do prendedor na interface de contato