PRÁCTICA 1: INTRODUCCIÓN AL MÉTODO DE LOS ELEMENTOS FINITOS

(1)

CÁLCULO DE MÁQUINAS. 2007- 08

PRÁCTICA 1:

INTRODUCCIÓN AL MÉTODO DE LOS

ELEMENTOS FINITOS

Álvarez Caldas, Carolina

(2)

CONCEPTO DEL M.E.F.

∑

a

_i

u

_i

=

b

_i

dx

du

Se resuelve el sistema complejo

Se discretiza el sistema continuo en

elementos interconectados

Se especifica el comportamiento

de cada elemento mediante un

conjunto finito de parámetros

(3)

CONCEPTOS GENERALES DEL M.E.F.

Dominio

Condiciones de contorno

Incógnitas

Nodo

Valores en

cualquier punto

del elemento

dx

du

Problema

continuo

(

T

P

_T

)

finito

Elemento

Σ

,

:

Elemento

∑

a

_i

u

_i

=

b

_i

Valores en

los nodos

Funciones de

interpolación

Grados de

libertad

(4)

El sistema “real”

_{El modelo MEF}

(5)

La información se transmite de elemento a elemento sólo a

través de los nodos comunes.

Nodos separados aunque

coinciden en el espacio.

Los elementos A y B no se “comunican”.

Hay que “fundir” o “mezclar” los nodos

.

A

B

.

A

B

. . .

1 nodo 2 nodos

Nodos comunes.

Los elementos A y B

se “comunican” entre sí

(6)

1. Selección del tipo de análisis

2. Diseño del modelo

2.1. Dimensión

2.2. Tipo de elemento y características

2.3. Material

3. Creación de la geometría

4. Mallado

5. Aplicación de las condiciones de contorno

6. Aplicación de las cargas, presiones…

7. Resolución

8. Visualización y análisis de resultados

TRABAJO CON UN SOFTWARE DE

(7)

EL ENTORNO DE ANSYS

(8)

MANEJO BÁSICO DE FICHEROS

Ficheros creados

por ANSYS

*.err

*.log

*.db

*.dbb

*.rst

*esav

*.emat

*.tri

(9)

EL ENTORNO DE ANSYS

(10)

EJEMPLO: VIGA DOBLEMENTE EMPOTRADA

F=100Kp

E=2,1E6

3 ,

0 =

ν

10cm

1000cm

Izz=Iyy=171 cm

4

(11)

SELECCIÓN DEL TIPO DE ANÁLISIS Y DEL

TIPO DE ELEMENTO

Preferences

Structural, Thermal, ANSYS Fluid…

Preprocessor

Element Type

Add/Edit/Delete

(12)

TIPOS DE ELEMENTOS

(

T

P

_T

)

finito

Elemento

Σ

,

:

GDL estructurales

ROTZ UY ROTY UX ROTX UZ J I

Structural Beam

2D, 3D

J K L I

Structural Shell

2D, 3D

L _K I _J

Structural Solid

2D, 3D

K I L J P _O M N K J I L J L=K I

(13)

AYUDA: LIBRERÍA DE ELEMENTOS

(14)

AYUDA: ELEMENTO DEL EJEMPLO

(15)

CONSTANTES REALES

A I

Barra

Placa

espesor

Volumen

(16)

-CONSTANTES REALES

CONSTANTES REALES

(17)

ELECCIÓN DEL MATERIAL

(18)

GENERACIÓN DE LA GEOMETRÍA: PUNTOS

(19)

GENERACIÓN DE LA GEOMETRÍA: LÍNEAS

1

2 Cursor:

Seleccionar:

Deseleccionar:

(20)

OPCIONES DE VISUALIZACIÓN

(21)

OPCIONES DE VISUALIZACIÓN

(22)

OPCIONES DE VISUALIZACIÓN

(23)

ELIMINAR ENTIDADES

(24)

MALLADO

(25)

CONDICIONES DE CONTORNO

(26)

CONDICIONES DE CONTORNO

(27)

APLICACIÓN DE FUERZAS

(28)

RESOLUCIÓN

(29)

VISUALIZACIÓN DE RESULTADOS

(30)

VISUALIZACIÓN DE RESULTADOS

UY

(31)

VISUALIZACIÓN DE RESULTADOS

(32)

VISUALIZACIÓN DE RESULTADOS

UY

TENSIÓN VM

PRINT U NODAL SOLUTION PER NODE

***** POST1 NODAL DOF LISTING *****

LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0 THE FOLLOWING DOF RESULTS ARE IN GC

NODE UY 1 0.0000 2 0.0000 3 -1.5084 4 -5.1054 5 -9.3985 6 -12.995 7 -14.504 8 -12.995 9 -9.3985 10 -5.1054 11 -1.5084

MAXIMUM ABSOLUTE VALUES NODE 7

VALUE -14.504

PRINT S NODAL SOLUTION PER NODE

***** POST1 NODAL STRESS LISTING ***** PowerGraphics Is Currently Enabled

LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0 NODAL RESULTS ARE FOR MATERIAL 1

NODE S1 S2 S3 SINT SEQV MINIMUM VALUES

NODE 1 1 1 1 1

VALUE 0.10000E+32 0.10000E+32 0.10000E+32 0.10000E+32 0.10000E+32 MAXIMUM VALUES

NODE 1 1 1 1 1

(33)

EJERCICIO

F=100Kp

E=2,1E6

3 ,

0 =

ν

10cm

1000cm

F=100Kp

Izz=Iyy=171 cm

4