Un acercamiento al método de modelación por elementos finitos para la Educación Técnica y Profesional (página 2)
Enviado por Orgen López González
A continuación damos un resumen de estos pasos descompuestos en operaciones simples con breves explicaciones acerca de los datos principales que es necesario introducir en el programa. Según el orden del software:
PRIMER BLOQUE(PREPROCESADOR):
1. Especificar título.
En el mismo se da el título al trabajo en correspondencia con el tipo de elemento y características geométricas.
2. Definir los parámetros geométricos.
En los mismos aparece la altura, el ancho, el largo, los radios, etc. en mm.
3. Definir tipo de elemento.
Es necesario definir el tipo de elemento a calcular es decir, viga, palca, etc.
4. Definir preferencias.
Es decir el tipo de método a seguir por ejemplo estructural.
5. Definir constantes reales.
En este caso si es una placa plana se define el espesor.
6. Definir las propiedades del material.
Entre las propiedades se encuentran si es elástico o plástico, módulo de Young, coeficiente de Poisson, etc.
7. Creación del esquema de la pieza.
En la misma se dan las coordenadas X,Y para el centrado de la misma así como sus esquemas, etc.
8. Creación de áreas circulares.
Si hay radios de acuerdos o vaciados de forma circular se grafican mediante esta opción.
9. Se sustraen las áreas.
Esto se aplica para eliminar del sólido las partes vaciadas circulares.
10. Mallar las áreas.
Esto es definir el número de mallas en el sólido, así como las áreas malladas faltantes por vaciado, omisión, etc.
11. Aplicar las constantes de desplazamiento.
Es necesario definir las condiciones de frontera y la posible simetría geométrica de este que provocará los mismos resultados que en el análisis del modelo total.
12. Aplicar las cargas externas que actúan y definir la naturaleza de las mismas.
SEGUNDO BLOQUE(SOLUCIÓN):
13. Añadir los criterios de convergencia.
En este paso se aplicará la convergencia local a dos puntos en el modelo donde se iniciará la solución por el método de los elementos finitos.
14. Solución.
En este paso se realiza la corrida del programa, dependiendo su duración de la complejidad geométrica de la pieza analizada, así como del tipo y del número de cargas aplicadas.
TERCER BLOQUE (POSTPROCESADOR):
15. Lectura de los resultados.
Estos aparecen tabulados y su extensión depende del número de nodos.
16. Análisis del modelo deformado.
A partir de los gráficos obtenidos de tensiones y deformaciones en los diferentes ejes se realiza el análisis e interpretación de los resultados.
EJEMPLO:
Determinar los esfuerzos y los desplazamientos que surgen en los ejes principales de la viga mostrada para la carga q distribuida linealmente de forma transversal en el extremo.
Conclusiones
Actualmente no se está utilizando este método por parte de los docentes de esta disciplina en la ETP debido a dos aspectos generales (su complejidad matemática y desconocimiento de la existencia de estos software.
Estos programas además de ser potentes herramientas de cálculo pueden ser utilizados como medios de enseñanza.
Bibliografía
Alabama University. Finite Element Course.
Daryl. A First Course of the Finite Element using Algor/Daryl y Logan/ 2001
Melchor, Rodríguez Madrigal. Material del curso de postgrado Modelado y Análisis por Elementos Finitos. Ciudad de La Habana 2003.
University of Aizu. Lecture, notes, Introduction to the Finite Element Method.
Ynun. Liu. Introduction to Finite Element Method. University of Cincinati, 1998.
Autor:
MSc. Alberto Rojas González
Lic. Manuel Rodríguez Martínez
Lic. Lianet Carreira Quintela
Lic. Orgen López González
Diciembre del 2009
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