elemento barra joshua farfan
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FARFÁN PUENTE JORGE JOSHUA
BLVD. DEL VALLE S/N, PURÍSIMA DEL RINCÓN, GTO.
ELEMENTO BARRA
FARFÁN PUENTE JORGE JOSHUA
BLVD. DEL VALLE S/N, PURÍSIMA DEL RINCÓN, GTO.
TEL: 4761109978
BLVD. DEL VALLE S/N, PURÍSIMA DEL RINCÓN, GTO.
• INTRODUCCION
Diseño y análisis mediante
programas de AEF
Los programas de AEF (análisis por
elemento finitos), permiten obtener
soluciones aproximadas de
problemas que sean susceptibles de
ser representados por un sistema de
ecuación diferencial.
Dichos programas nos permitirán
obtener productos de calidad superior
a un menor coste, o para mejorar
procesos existentes, o para estudiar
en el fallo de un componente
estructural o un equipo.
El método de los elementos finitos
El termino elemento finito resume el
concepto básico del método, la
transformación de un sistema físico,
con un número infinito de incógnitas,
a uno que tiene un numero finito de
incógnitas relacionadas entre sí por el
elemento de un tamaño finito.
Un nudo es una localización en el
espacio de un punto en el que se
considera que existen ciertos grados
de libertad (desplazamientos,
potenciales, temperaturas, etc.) y
acciones del sistema físico.
Un elemento es una representación
matemática matricial, denominada
matriz de rigidez, de la interacción
entre los grados de libertad de un
conjunto de nudos.
Elemento barra
El sistema se compone de:
• Dos nodos: i, j
• Modulo de elasticidad: E
• Área de la sección transversal: A
• Longitud del elemento: L
El mismo está sujeto a:
• Fuerzas internas: fi, fj
El elemento tiene dos grados de
libertad, en el sentido longitudinal del
elemento, cualquier desplazamiento
de los nodos en el sentido normal al
elemento no generara esfuerzos
internos:
• Dos desplazamientos: ui, uj
DESCRIPCION DEL PROBLEMA
En este trabajo analizaremos una viga mostrada en la figura . La viga tiene un módulo de elasticidad de E=210 X 109 GPa. La barra mostrada en la figura, tiene una fuerza aplicada de 10 KN y un torque de 20KNm.
DESARROLLO DEL ANALISIS MEDIANTE MEF
Tipo de elemento
Para empezar a generar el pre proceso debemos escoger el tipo de elemento que para este ejercicio el indicado es el beam 2D elastic (Fig. 1)
Fig. 1
Constantes reales
Para este paso elegiremos en nuestro árbol de proceso la opción de constantes reales para determinar que propiedades va a tener nuestra estructura respecto a los datos que el problema nos establece. (Fig.2)
Fig.2
Discretizacion
A razón de los pasos anteriores y que nuestra barra ya tiene cierta funcionalidad se procede a discretizarlo.
Mallado
Y para que nuestro programa reconozca nuestro elemento a la hora de solucionarlo se malla, como se muestra en la figura.
Restricciones
Las restricciones que se le aplican a una estructura son las que hacen referencia a los desplazamientos que puede tener esta misma restringiéndola dependiendo de la manera en la que se encuentre empotrada.
Solución
El programa ANSYS nos muestra una amplia galería de soluciones dependiendo de la que se desee encontrar, a continuación se mostraran diferentes figuras las cuales todas son posibles resultados dependiendo del usuario.
• Deformación de la estructura.
• Desplazamiento de nodos
• Fuerza cortante
• Diagrama de momentos
Tablas de resultados
Desplazamiento de nodos
Reacción en Nodos
Conclusión
En este trabajo se puede observar el amplio campo de diseño que cubre el programa ANSYS y todas aquellas variantes que nos puede arrojar como solución dependiendo del caso de la aplicación. Como también se puede presumir que este trabajo es poco extenso para la magnitud que realmente alcanza un software de esta calidad.
Entre otras cosas es posible mencionar que a través de este tipo de ejercicios el operador del programa adquiere conocimientos bastos en cuanto a la familiarización y desarrollo del mismo.
Referencias
Daril L. Logan, a First Course in the Finite Element Method 4º Edition. Ed. Thomson. 2007