PDF superior Análisis de estructuras cross rope mediante el método de los elementos finitos

Análisis de estructuras cross rope mediante el método de los elementos finitos

Análisis de estructuras cross rope mediante el método de los elementos finitos

En el presente trabajo se simula el comportamiento estructural de la torre CR utilizada en la LAT 220kV de la interconexión Pico truncado-Esperanza-Rio Turbio-Rio Gallegos del SIN. Para tal fin se realiza un análisis estático geométricamente no lineal, mediante un modelo de elementos finitos espacialmente tridimensional que consta de elementos tipo viga cuadráticos y elementos tipo barra lineales solo tracción, utilizados para modelar el comportamiento de perfiles y cables respectivamente. Los resultados del análisis son utilizados para la verificación de la estructura según las recomendaciones en la literatura específica.
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Análisis del comportamiento del esfuerzo en una placa plana con agujeros circulares utilizados por elementos de sujeción, mediante el método de elementos finitos

Análisis del comportamiento del esfuerzo en una placa plana con agujeros circulares utilizados por elementos de sujeción, mediante el método de elementos finitos

Este trabajo presento el análisis del comportamiento del esfuerzo sobre una placa plana con agujeros utilizados como soporte, al variar los parámetros geométricos presentes en la placa para obtener el factor de concentración de esfuerzo en dicho cuerpo. Se utilizó el método computacional de elementos finitos y se realizó una validación a través de ensayos experimentales. Los resultados hacen evidente como la distribución geométrica de los agujeros en la placa plana generadas por las

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Análisis de un muro de contención sometido a la acción de cargas horizontales mediante el método de elementos finitos

Análisis de un muro de contención sometido a la acción de cargas horizontales mediante el método de elementos finitos

El presente trabajo de investigación intitulado “ANÁLISIS DE UN MURO DE CONTENCIÓN SOMETIDO A LA ACCIÓN DE CARGAS HORIZONTALES MEDIANTE EL MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS”, tiene por objetivo principal analizar un muro de contención por el método de los Elementos finitos. Para ello primero se dará una breve noción de los conceptos del Algebra Lineal necesarios para entender este método como por ejemplo el concepto de matrices, otros conceptos afines a este tema como es el Análisis Estructural, resistencia de materiales y otros conceptos relacionados a la formulación del método de los Elementos Finitos. Este método puede ser formulado de distintas maneras, esta tesis al igual que muchos otros trabajos de investigación se hará uso de la formulación directa a través de las matrices de rigidez para analizar cuerpos sólidos. Se analizará un muro de contención de tipo voladizo que es el tipo de muro más común por su proceso constructivo y costo, se tomara como un caso de deformación plana debido a la geometría de esta estructura, el cual tiene sus respectivas características como altura de la pantalla, espesor de la pantalla, etc. Así como los materiales que está construido este muro también tienen sus propias características que influirán en el análisis y por ende en los posteriores resultados, este muro estará sometido a cargas horizontales las cuales serán representadas como del tipo puntual, el cual será sometido a un análisis estructural complejo como es el caso del análisis por medio del método de los elementos finitos.
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Análisis de esfuerzos de transmisiones de engranes cilíndricos helicoidales mediante el método de los elementos finitos

Análisis de esfuerzos de transmisiones de engranes cilíndricos helicoidales mediante el método de los elementos finitos

Existen en la actualidad un sinnúmero de programas que aplican el Método de los Elementos Finitos y por lo general son bastante fáciles de usar. La persona que maneja estos programas no necesita tener un conocimiento profundo de las matemáticas aplicadas al MEF, pero si debe tener un conocimiento básico de los conceptos del MEF y de las capacidades y limitaciones del programa que esta utilizando. Solo con estos conocimientos el usuario del programa será capaz de decidir que tipo de elementos se va ha usar, que cantidad de detalles físicos es necesario representar en el modelo, como se puede simplificar el modelo, que tipo de análisis se debe usar, etc.
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Análisis de la propagación de fracturas en placas mediante el método de los elementos finitos extendido (XFEM)

Análisis de la propagación de fracturas en placas mediante el método de los elementos finitos extendido (XFEM)

En este capítulo se presenta una revisión de los principales métodos numéricos disponibles en la literatura para el análisis del problema de propagación de la fractura. Una amplia variedad de métodos se ha desarrollado en los últimos años para simular la iniciación y propagación de grietas. Soluciones analíticas o semianalíticas, método integral de contorno, método de elementos de contorno, método de elementos finitos, método de elementos discretos y, recientemente, una serie de elementos sin malla ha sido utilizado con éxito para modelar grietas, cada uno proporciona ventajas y desventajas de manipular ciertas partes de la simulación. Aunque los mismos conceptos pueden ser más o menos aplicados a diversos métodos numéricos, el énfasis de este capítulo es sólo para el método de los elementos finitos.
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Introducción al análisis lineal elástico de estructuras mediante el método de los elementos finitos

Introducción al análisis lineal elástico de estructuras mediante el método de los elementos finitos

En las décadas del cuareta y cincuenta se desarrollaron técnicas para analizar placas a flexión, sustituyendo su comportamiento continuo por un sistema de barras elásticas some- tidas a carga axial, inicialmente de forma inductiva (Hrennikoff 1941, McHenry 1943) y más adelante mediante principios energéticos (Argyris 1955, Turner et al. 1956). Poco des- pués, Clough (1960) publicó la metodología general del método de los elementos finitos aplicable a sistemas discretos, obteniendo esfuerzos y deformaciones en sólidos. La geome- tría de tales sólidos era representada por elementos finitos triangulares, bajo las considera- ciones de material lineal elástico, estado plano de esfuerzos y deformación infinitesimal. Desde entonces, se han desarrollado diferentes tipos de elementos finitos, modelos constitu- tivos de materiales simples y compuestos, cinemáticas de pequeñas y grandes deformacio- nes, y metodologías de análisis no lineal en general (Crisfield 1991, Bonet & Wood 1997, Runesson 1999, Belytschko et al. 2000, Holzapfel 2000, Jirásek & Banzat 2002, Reddy 2004, Kojic & Bathe 2005, Zienkiewicz & Taylor 2005, Barbero 2008, de Souza et al. 2008).
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Análisis estructural de un bus por el método de elementos finitos

Análisis estructural de un bus por el método de elementos finitos

El análisis estructural consiste en asegurar la fiabilidad y la durabilidad de las estructuras, a través de conocimientos adquiridos, analizándose parámetros que conforman la configuración del software, en base a la experiencia mecánica y resistencia de materiales, verificando el comportamiento de los materiales. La seguridad en buses de tipo urbano, es un factor importante que debe permitir tener presente, ante un accidente a suscitar en carreteras, provocado por un vuelco originado, convirtiéndose en una necesidad adecuada para la protección, observando los espacios de supervivencia, implementado mejoras, ya que según la INEC en el Ecuador el 68% de habitantes ocupan transporte público, por lo que se necesita que este sea cómodo y seguro. En tal motivo este trabajo se recopila información teórica científica que aporte como ayuda al análisis de la estructura sometido a cargas variables con el fin de analizar el comportamiento estructural de un bus urbano basado en la simulación de varios métodos que avalen la seguridad de los pasajeros.
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Análisis de flujos en lámina libre y su interacción con
sólidos y estructuras por el método de partículas y elementos
finitos (PFEM)

Análisis de flujos en lámina libre y su interacción con sólidos y estructuras por el método de partículas y elementos finitos (PFEM)

La formulación Lagrangiana tiene muchas ventajas para seguir el movimiento de las partículas del fluido en flujos en donde existen grandes desplazamientos de la superficie libre, como es el caso de olas que rompen sobre un dique. En el PFEM la información es nodal, es decir la malla de elementos finitos se utiliza para obtener los valores de las variables de estado (ej. las velocidades, presiones, etc.) en los nodos. Aquí aparece una dificultad en la identificación de los contornos del dominio a partir de un conjunto de nodos. El “contorno” puede incluir la superficie libre en el fluido y también las partículas del líquido que se mueven fuera del dominio del fluido. En los próximos dos apartados se presentan las ideas básicas del PFEM. Tras ello se describen brevemente los procedimientos para la generación de la malla, para la identificación de los nodos en la superficie libre y para el tratamiento de la erosión del fondo en cauces. Finalmente, se muestra la eficiencia de la técnica PFEM en su aplicación a un número de problemas en los ámbitos de la ingeniería de puertos e hidráulica y al estudio de la caída de una avalancha en un embalse.
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ANÁLISIS ESTRUCTURAL A CARGAS DE IMPACTO POSTERIOR POR ALCANCE DE UN BUS INTERPROVINCIAL  MEDIANTE EL MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS

ANÁLISIS ESTRUCTURAL A CARGAS DE IMPACTO POSTERIOR POR ALCANCE DE UN BUS INTERPROVINCIAL MEDIANTE EL MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS

carrocería de un autobús empleado en el transporte interprovincial, mediante el método de elementos finitos en los elementos de falla de la estructura de la carrocería, para evaluar la[r]

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Análisis de deformación plástica severa por extrusión cortante giratoria mediante el método de elementos finitos

Análisis de deformación plástica severa por extrusión cortante giratoria mediante el método de elementos finitos

policristalino o materiales de grano ultrafino (UFG por sus siglas en inglés, Ultra Fine Grain).[4] Existen varios métodos de deformación plástica severa de los cuales se estudió la Extrusión Giratoria, la cual consiste en pasar una probeta de sección transversal cuadrada longitudinal, a través de un canal que presenta un giro en su sección transversal con un ángulo de rotación de 90° a lo largo del mismo, encargado de hacer el giro de la probeta. Mediante presión el cuerpo ingresa en el canal y a medida que este va girando, la probeta tiende a girar debido a que sigue el recorrido trazado en la matriz. La necesidad de estudiar las características de la deformación plástica luego de una Extrusión Giratoria fue llevada a cabo por Marat Latipov. [9]
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Análisis contra el tiempo para presas mediante implementación numérica usando elementos finitos

Análisis contra el tiempo para presas mediante implementación numérica usando elementos finitos

Se presentan como resultados tres ejemplos de investigaciones de análisis contra el tiempo en distintas presas. Los resultados obtenidos por el grupo de Sasaki en un análisis dinámico para la estimación de daños en una presa de gravedad [14] se muestran en la figura 4, historia de tensiones contra el tiempo en una presa de gravedad para analisis dinámico lineal. El trabajo de Lotfollahi [15] en un análisis dinámico para una presa de arco en concreto se muestra en la figura 5, historia temporal del máximo esfuerzo en el punto medio de la cresta. Finalmente se muestran dos variaciones temporales de los esfuerzos de compresión (figura 6) y esfuerzo de cortantes (figura 7) para el set de elementos de la presa Platanovryssi [10]. Los resultados anteriores, respuestas contra el tiempo, indican explícitamente que el estado tensional de la presa no es constante en el tiempo de duración de la señal que se introduce y esta variación real debe permitir que el análisis dinámico se oriente más hacia el análisis de deformación del material que hacia el cálculo de un factor de seguridad. Igualmente, las referencias dadas muestran la gran utilidad del método de los elementos finitos al permitir mediante análisis dinámico explicito proporcionar respuestas que serían imposibles obtener mediante análisis clásico de tensiones.
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Diseño y validación de una pieza metálica mediante el método de los elementos finitos

Diseño y validación de una pieza metálica mediante el método de los elementos finitos

En la figura 5.12 se muestran los nodos representados en la gráfica 5.17, donde no se ha representado la distribución de tensiones de la mangueta en su totalidad como se ha indicado anteriormente, ya que existe una dispersión entre los valores de la distribución teórica obtenida a través de la ecuación 5.39, debido a la presencia de cambio de sección existente entre la mangueta y la zona de la mangueta interior. Analizando la gráfica 5.17, existe una distribución de tensiones lineal teórica correspondiente a la carga puntual aplicada en el extremo del eje. Cabe destacar en la gráfica la presencia de tensiones en el extremo libre, dónde a través de las ecuaciones 5.39, la tensiones teóricas existentes en el punto de aplicación de la carga es nula mientras a través del análisis del software se obtiene una tensión existente de valor 0,4412193N/mm 2
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Solución numérica de la ecuación de difusión de calor usando el método Petrov.Galerkin.

Solución numérica de la ecuación de difusión de calor usando el método Petrov.Galerkin.

Con el método de Petrov-Galerkin, dentro de lo que es el análisis mediante el método de los elementos finitos, pretendemos dar una solución aproximada a la ecuación de difusión de calor, mediante un nuevo método numérico, con condiciones de frontera iniciales y en estado transitorio, que se presenta en geometrías cuadradas con espacios huecos dentro de su dominio, de igual manera se analizan geometrías circulares que poseen un grado un poco mayor de complejidad, esto se debe a las integrales que se deben obtener para el dominio de cada nodo interno, la solución para este tipo de integrales se realizan mediante transformaciones que van de un sistema estándar al sistema físico, esto se detalla en el apéndice (C). Con las bases establecidas en los fundamentos teóricos presentados se desarrolla un código computacional capaz de resolver la ecuación de difusión de calor.
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Modelación numérica del concreto simple con elementos finitos mediante la teoría de la plasticidad y la función de fluencia de Hu y Schnobrich Numerical modeling of the simple concrete with finite elements by means of the plasticity theory and yielding fu

Modelación numérica del concreto simple con elementos finitos mediante la teoría de la plasticidad y la función de fluencia de Hu y Schnobrich Numerical modeling of the simple concrete with finite elements by means of the plasticity theory and yielding function of Hu and Schnobrich

Este artículo describe la formulación, implementación y validación de un modelo constitutivo en el método de los elementos finitos, que represente el comportamiento mecánico del concreto simple sometido principalmente a compresión, considerando estado plano de esfuerzos y deformaciones infinitesimales. Este modelo se basa en la formulación general de la teoría de la plasticidad (Simó & Hughes 1998), considerando una regla de flujo no asociado, donde el potencial plástico está definido por el criterio de fallo de von Mises y la función de fluencia corresponde a aproximaciones empíricas realizadas por Hu y Schnobrich (1989). Se formuló un algoritmo implícito de integración numérica para resolver el problema no lineal dado por el modelo constitutivo del material. El modelo constitutivo presentado en este artículo se implementó en el programa de análisis no lineal con elementos finitos a código abierto HYPLAS (de Souza Neto et al. 2008) y el postproceso se realizó con el programa GiD (CIMNE 2008). Finalmente se presenta la comparación de la respuesta estructural de los paneles sometidos a fuerzas contenidas en su plano ensayados experimentalmente por Kupfer y otros (1969), contra la simulación numérica utilizando el modelo propuesto. También se presenta un ejemplo de la aplicación del modelo propuesto a la simulación de vigas sometidas a flexión.
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TítuloOptimización topológica de estructuras: una formulación de mínimo peso con
restricciones en tensión

TítuloOptimización topológica de estructuras: una formulación de mínimo peso con restricciones en tensión

Por tanto, para adaptar un modelo numérico convencional de análisis estructural mediante el método de elementos finitos, de forma que pueda ser empleado como módulo de cálculo de un sistema de optimización topológica, no es necesario modificar el código al nivel del cálculo de las contribuciones elementales. Basta, en la práctica, con realizar pequeñas modificaciones al nivel de la organización general del programa, con el fin de manipular adecuadamente los valores de las densidades relativas de los elementos. De hecho, un código convencional debe proporcionar todo lo necesario para realizar los cálculos inducidos por la introducción de la densidad relativa, e incluso su análisis de sensibilidad.
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Diseño de sólidos de revolución mediante el método de elementos finitos

Diseño de sólidos de revolución mediante el método de elementos finitos

• Al culminar el proyecto se puede concluir la demostración de la aplicabilidad del MEF a ciertos casos ingenieriles prácticos como los son los sólidos de revolución simulados en el Capítulo V, en los cuales, los resultados obtenidos muestran claramente la fiabilidad del MEF a través de porcentajes de desviación relativos muy bajos, por ejemplo para el caso de la tubería aislada, cuando se tienen líneas de flujo que incluyen cambios de sección (por ejemplo por medio de reductores), el entorno matemático tradicional se torna bastante complejo hallándose así una ventaja importante del análisis numérico frente a los métodos tradicionales.
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La técnica del hole_drilling en estructuras de madera existentes para determinación de su estado tensional: calibración mediante análisis por elementos finitos

La técnica del hole_drilling en estructuras de madera existentes para determinación de su estado tensional: calibración mediante análisis por elementos finitos

En materiales isótropos, para orificios ciegos, la profundidad de taladro sólo es determinante hasta alcanzar una longitud en el que las soluciones convergen. Esta longitud en estos materiales es, aproximadamente, el radio de taladrado. Schajer y Yang (Op. cit) defienden que su solución puede ser aplicada a taladros ciegos en materiales gruesos, siempre que la profundidad del taladrado sea suficiente. Lo justifican por que la medición de los desplazamientos se realiza sobre la superficie del material. En materiales ortótropos, esta profundidad límite depende de la relación entre los módulos de cizallamiento perpendiculares al plano y los módulos axiales del plano. Cuanto menor sea esta relación, más rápidamente se alcanza la profundidad necesaria para poder aplicar el método bidimensional a un espécimen grueso.
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SIMULACIÓN ACÚSTICA DE LA CUEVA DEL PARPALLÓ MEDIANTE EL MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS

SIMULACIÓN ACÚSTICA DE LA CUEVA DEL PARPALLÓ MEDIANTE EL MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS

La Arqueoacústica centra sus estudios en el papel de los sonidos en el comportamiento humano, desde los tiempos más antiguos hasta el desarrollo de los sistemas de detección y grabación mecánicos del siglo XIX [1,2]. Las cuevas y espacios sagrados prehistóricos, las tumbas megalíticas, hasta las iglesias románicas presentan cualidades sonoras especiales para las que fueron específicamente diseñadas y usadas. En el presente trabajo, se realiza un estudio preliminar de las propiedades acústicas de la cueva del Parpalló [3,4] mediante la simulación numérica. El objetivo principal consiste en buscar elementos de análisis que permitan explicar la numerosa presencia de grupos humanos en el yacimiento a lo largo de la prehistoria a partir de sus peculiares características acústicas.
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Método de elementos finitos en electromagnetismo

Método de elementos finitos en electromagnetismo

Las limitaciones de la mente humana son tales que no puede captar el comportamiento del complejo mundo que la rodea en una sola operación global. Por ello, una forma natural de proceder ingenieros, científicos, consiste en separar los sistemas en sus componentes individuales, o elementos, cuyo comportamiento pueda conocerse sin dificultad, y a continuación reconstruir el sistema original para estudiarlo a partir de dichos componentes. En muchos casos se obtiene un modelo adecuado utilizando un número finito de componentes claramente definidos. Tales problemas se denominan discretos. En el caso, por ejemplo, del análisis de estructura de un edificio en el que cada viga constituye una entidad aislada bien definida. En otros la subdivisión prosigue indefinidamente y el problema sólo puede definirse haciendo uso de la ficción matemática de infinitésimo. Ello puede conducir a ecuaciones diferenciales o expresiones equivalentes con un número infinito de elementos implicados. Tales sistemas serán llamados continuos. Su análisis resulta mucho más complejo, por lo que se hace referencia al cálculo estructural, el Método de Elementos Finitos puede ser entendido como una generalización al análisis de sistemas continuos.
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Caracterización microestructural del material del cilindro rotatorio del enfriador de mineral de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara

Caracterización microestructural del material del cilindro rotatorio del enfriador de mineral de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara

En el cálculo estructural, el método de elementos finitos (MEF) puede ser entendido como una generalización de estructuras al análisis de sistemas continuos. El principio del método consiste la reducción del problema con infinitos grados de libertad, en un problema finito en el que intervenga un número finito de variables asociadas a ciertos puntos característicos (nodos). Las incógnitas del problema dejan de ser funciones matemáticas del problema cuando, pasan a ser los valores de dichas funciones en un número infinito de puntos. En realidad no se trata de nada nuevo. El cálculo de estructuras se efectúa también restringiendo el análisis corrimientos de los nudos de unión. La diferencia estriba en que el análisis del continuo, la segmentación en elementos y la correcta posición de los modos es, hasta cierto punto, arbitrario.
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