ANALISIS CON ANSYS 14.5 WORKBENCHPara el anlisis en ANSYS, se utiliz la geometra creada en el software CATIA, en esta seccin del trabajo se muestra el proceso que se llev a cabo para realizar dicho anlisis.Crear proyecto en ANSYSPrimero abrimos ANSYS workbench y automticamente se crea un nuevo proyecto, posteriormente escogemos que tipo de anlisis queremos realizar. Para nuestro caso haremos un anlisis estructural esttico. Una vez que tengamos nuestro cuadro de anlisis estructural esttico creado, ingresaremos los datos de ingeniera, que no es ms que el material y sus caractersticas, que tengamos pensado usar, para este anlisis se utiliz como base un acero estructural, al cual se le modificaron propiedades crticas para el anlisis, como el mdulo de elasticidad, en el cual se ingres un valor de 1.189823333e11 Pa. Importar geometra.Para poder importar nuestra geometra al software ANSYS, es necesario guardarla primeramente en el software de dibujo asistido por computadora, en nuestro caso CATIA, como un archivo que tenga la extensin stp (Standard for Exchange of Product model data).Una vez que tengamos nuestro archivo guardado en dicha extensin, desde la ventana principal del proyecto abrimos la parte de geometra (DM). En esta seccin es donde podemos importar nuestra geometra (tambin se puede importar desde la ventana principal). Para importar la geometra (como se est usando ANSYS 14.5) tenemos que indicar las unidades en las cuales se encuentra nuestro modelo o geometra, en nuestro caso esta dibujada en milmetros.En esta misma ventana se introducen los valores del espesor de nuestra lata y adems se le asigna un material. El espesor es de 0.24 mm y el material asignado es aquel que modificamos sus propiedades al principio.A continuacin se presenta una imagen en donde se muestra la geometra ya importada.

MALLADORegresamos a la pantalla principal de nuestro proyecto en donde accederemos a la parte de setup, en la ventana que se abre trabajaremos de aqu en adelante y ser aqu donde definamos el mallado, el problema (que cargas aplicaremos, etc), los resultados que queremos y la solucin.Para mallar primeramente se dej que el software lo realizara automtico, pero como se malla con elementos triangulares haba zonas en las cuales el tamao y la forma de nuestros elementos eran de tal forma que afectaba en nuestros resultados finales, mostrando variaciones de deformacin y esfuerzos alejados de la realidad. Por lo anterior se utiliz un mtodo de mallado: MultiZone Quad method y se le dio un tamao de elemento de 1 mm. A continuacin se presenta una imagen de la geometra mallada y del tipo de mallado que se utiliz.

Aplicar cargas Para nuestro modelo, le aplicamos una presin de 200KPa, que es la presin que se aplic a la late en nuestro experimento, y adems se fijan la parte superior en inferior de nuestra lata.A continuacin se muestra una imagen de nuestro modelo en ANSYS con sus respectivos parmetros asignados para el anlisis.

Solucin.En nuestra solucin queremos obtener el esfuerzo elstico equivalente y deformacin total, lo cual indicamos en los parmetros de Solution.A continuacin se muestran dos imgenes en donde se puede observar los resultados obtenidos.

Esfuerzo elstico equivalente.

Deformacin total.

Es importante mencionar que la visualizacin de los resultados esta escalada, es decir que se exagera el resultado visual para que se pueda apreciar de mejor manera lo que sea de inters.

A continuacin se anexan os resultados obtenidos por Ansys.

ProjectSubjectEstructuras de Pared delgada.

First SavedThursday, May 8, 2014

Last SavedSunday, June 1, 2014

Product Version14.5 Release

Save Project Before SolutionNo

Save Project After SolutionNo

UnitsTABLE 1Unit SystemMetric (mm, kg, N, s, mV, mA) Degrees rad/s Celsius

AngleDegrees

Rotational Velocityrad/s

TemperatureCelsius

Model (A4)GeometryTABLE 2Model (A4) > GeometryObject NameGeometry

StateFully Defined

Definition

SourceC:\Users\Oscar Barrones\Documents\SEPTIMO\pared delgada\lata_files\dp0\SYS\DM\SYS.agdb

TypeDesignModeler

Length UnitMillimeters

Element ControlProgram Controlled

Display StyleBody Color

Bounding Box

Length X175.9 mm

Length Y176.41 mm

Length Z242. mm

Properties

Volume32550 mm

Mass0.25552 kg

Surface Area(approx.)1.3563e+005 mm

Scale Factor Value1.

Statistics

Bodies1

Active Bodies1

Nodes142069

Elements141515

Mesh MetricNone

Basic Geometry Options

ParametersYes

Parameter KeyDS

AttributesNo

Named SelectionsNo

Material PropertiesNo

Advanced Geometry Options

Use AssociativityYes

Coordinate SystemsNo

Reader Mode Saves Updated FileNo

Use InstancesYes

Smart CAD UpdateNo

Attach File Via Temp FileYes

Temporary DirectoryC:\Users\Oscar Barrones\AppData\Local\Temp

Analysis Type3-D

Decompose Disjoint GeometryYes

Enclosure and Symmetry ProcessingYes

TABLE 3Model (A4) > Geometry > PartsObject NameSurface Body

StateMeshed

Graphics Properties

VisibleYes

Transparency1

Definition

SuppressedNo

Stiffness BehaviorFlexible

Coordinate SystemDefault Coordinate System

Reference TemperatureBy Environment

Thickness0.24 mm

Thickness ModeManual

Offset TypeMiddle

Material

AssignmentStructural Steel

Nonlinear EffectsYes

Thermal Strain EffectsYes

Bounding Box

Length X175.9 mm

Length Y176.41 mm

Length Z242. mm

Properties

Volume32550 mm

Mass0.25552 kg

Centroid X-4.3185e-003 mm

Centroid Y-0.51179 mm

Centroid Z-90.929 mm

Moment of Inertia Ip12253.4 kgmm

Moment of Inertia Ip22250.5 kgmm

Moment of Inertia Ip31932.2 kgmm

Surface Area(approx.)1.3563e+005 mm

Statistics

Nodes142069

Elements141515

Mesh MetricNone

Coordinate SystemsTABLE 4Model (A4) > Coordinate Systems > Coordinate SystemObject NameGlobal Coordinate System

StateFully Defined

Definition

TypeCartesian

Coordinate System ID0.

Origin

Origin X0. mm

Origin Y0. mm

Origin Z0. mm

Directional Vectors

X Axis Data[ 1. 0. 0. ]

Y Axis Data[ 0. 1. 0. ]

Z Axis Data[ 0. 0. 1. ]

MeshTABLE 5Model (A4) > MeshObject NameMesh

StateSolved

Defaults

Physics PreferenceMechanical

Relevance0

Sizing

Use Advanced Size FunctionOn: Curvature

Relevance CenterCoarse

Initial Size SeedActive Assembly

SmoothingMedium

Span Angle CenterCoarse

Curvature Normal AngleDefault (30.0 )

Min SizeDefault (1.38860 mm)

Max Face SizeDefault (6.9430 mm)

Growth RateDefault

Minimum Edge Length3.32430 mm

Inflation

Use Automatic InflationNone

Inflation OptionSmooth Transition

Transition Ratio0.272

Maximum Layers2

Growth Rate1.2

Inflation AlgorithmPre

View Advanced OptionsNo

Patch Conforming Options

Triangle Surface MesherProgram Controlled

Advanced

Shape CheckingStandard Mechanical

Element Midside NodesProgram Controlled

Number of RetriesDefault (4)

Extra Retries For AssemblyYes

Rigid Body BehaviorDimensionally Reduced

Mesh MorphingDisabled

Defeaturing

Use Sheet Thickness for PinchNo

Pinch ToleranceDefault (1.24970 mm)

Generate Pinch on RefreshNo

Sheet Loop RemovalNo

Automatic Mesh Based DefeaturingOn

Defeaturing ToleranceDefault (1.04150 mm)

Statistics

Nodes142069

Elements141515

Mesh MetricNone

TABLE 6Model (A4) > Mesh > Mesh ControlsObject NameMultiZone Quad/Tri Method

StateFully Defined

Scope

Scoping MethodGeometry Selection

Geometry1 Body

Definition

SuppressedNo

MethodMultiZone Quad/Tri

Surface Mesh MethodUniform

Element Midside NodesUse Global Setting

Free Face Mesh TypeAll Quad

Element Size1. mm

Advanced

Mesh Based DefeaturingOn

Defeaturing ToleranceDefault(1.0415 mm)

Sheet Loop RemovalNo

Minimum Edge Length3.3243 mm

Write ICEM CFD FilesNo

Static Structural (A5)TABLE 7Model (A4) > AnalysisObject NameStatic Structural (A5)

StateSolved

Definition

Physics TypeStructural

Analysis TypeStatic Structural

Solver TargetMechanical APDL

Options

Environment Temperature22. C

Generate Input OnlyNo

TABLE 8Model (A4) > Static Structural (A5) > Analysis SettingsObject NameAnalysis Settings

StateFully Defined

Step Controls

Number Of Steps1.

Current Step Number1.

Step End Time1. s

Auto Time SteppingProgram Controlled

Solver Controls

Solver TypeProgram Controlled

Weak SpringsProgram Controlled

Large DeflectionOff

Inertia ReliefOff

Restart Controls

Generate Restart PointsProgram Controlled

Retain Files After Full SolveNo

Nonlinear Controls

Force ConvergenceProgram Controlled

Moment ConvergenceProgram Controlled

Displacement ConvergenceProgram Controlled

Rotation ConvergenceProgram Controlled

Line SearchProgram Controlled

StabilizationOff

Output Controls

StressYes

StrainYes

Nodal ForcesNo

Contact MiscellaneousNo

General MiscellaneousNo

Store Results AtAll Time Points

Max Number of Result SetsProgram Controlled

Analysis Data Management

Solver Files DirectoryC:\Users\Oscar Barrones\Documents\SEPTIMO\pared delgada\lata_files\dp0\SYS\MECH\

Future AnalysisNone

Scratch Solver Files Directory

Save MAPDL dbNo

Delete Unneeded FilesYes

Nonlinear SolutionNo

Solver UnitsActive System

Solver Unit Systemnmm

TABLE 9Model (A4) > Static Structural (A5) > LoadsObject NameFixed SupportPressureFixed Support 2

StateFully Defined

Scope

Scoping MethodGeometry Selection

Geometry4 Edges44 Faces4 Edges

Definition

TypeFixed SupportPressureFixed Support

SuppressedNo

Define ByNormal To

Magnitude0.2 MPa (ramped)

FIGURE 1Model (A4) > Static Structural (A5) > Pressure

Solution (A6)TABLE 10Model (A4) > Static Structural (A5) > SolutionObject NameSolution (A6)

StateSolved

Adaptive Mesh Refinement

Max Refinement Loops1.

Refinement Depth2.

Information

StatusDone

TABLE 11Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Solution InformationObject NameSolution Information

StateSolved

Solution Information

Solution OutputSolver Output

Newton-Raphson Residuals0

Update Interval2.5 s

Display PointsAll

FE Connection Visibility

Activate VisibilityYes

DisplayAll FE Connectors

Draw Connections Attached ToAll Nodes

Line ColorConnection Type

Visible on ResultsNo

Line ThicknessSingle

Display TypeLines

TABLE 12Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > ResultsObject NameTotal DeformationEquivalent Elastic Strain

StateSolved

Scope

Scoping MethodGeometry Selection

GeometryAll Bodies

ShellTop/Bottom

Definition

TypeTotal DeformationEquivalent Elastic Strain

ByTime

Display TimeLast

Calculate Time HistoryYes

Identifier

SuppressedNo

Results

Minimum0. mm1.5342e-005 mm/mm

Maximum7.6077e-002 mm1.4124e-003 mm/mm

Information

Time1. s

Load Step1

Substep1

Iteration Number1

Integration Point Results

Display OptionAveraged

Material Data Structural SteelTABLE 13Structural Steel > ConstantsDensity7.85e-006 kg mm^-3

Coefficient of Thermal Expansion1.2e-005 C^-1

Specific Heat4.34e+005 mJ kg^-1 C^-1

Thermal Conductivity6.05e-002 W mm^-1 C^-1

Resistivity1.7e-004 ohm mm

TABLE 14Structural Steel > Compressive Ultimate StrengthCompressive Ultimate Strength MPa

0

TABLE 15Structural Steel > Compressive Yield StrengthCompressive Yield Strength MPa

250

TABLE 16Structural Steel > Tensile Yield StrengthTensile Yield Strength MPa

250

TABLE 17Structural Steel > Tensile Ultimate StrengthTensile Ultimate Strength MPa

460

TABLE 18Structural Steel > Isotropic Secant Coefficient of Thermal ExpansionReference Temperature C

22

TABLE 19Structural Steel > Alternating Stress Mean StressAlternating Stress MPaCycles Mean Stress MPa

3999100

2827200

1896500

14131000

10692000

44120000

262100000

214200000

1381.e+0050

1142.e+0050

86.21.e+0060

TABLE 20Structural Steel > Strain-Life ParametersStrength Coefficient MPaStrength Exponent Ductility Coefficient Ductility Exponent Cyclic Strength Coefficient MPaCyclic Strain Hardening Exponent

920-0.1060.213-0.4710000.2

TABLE 21Structural Steel > Isotropic ElasticityTemperature CYoung's Modulus MPaPoisson's Ratio Bulk Modulus MPaShear Modulus MPa

1.1898e+0050.39915245762

TABLE 22Structural Steel > Isotropic Relative PermeabilityRelative Permeability

10000