PDF superior 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

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

Para realizar la validación experimental de la placa plana con un agujero se procede con el estudio de las propiedades mecánicas del material utilizado. Para esto se realiza la caracterización del material a través de ensayos metalográficos y el ensayo universal de tracción para determinar las características del material sometido a cargas de tracción como el esfuerzo último, el límite de fluencia y la transferencia de energía en la probeta. Una vez realizada la caracterización del material se inicia el proceso de validación por medio de la realización de ensayos destructivos en la geometría estudiada dándole validez al análisis computacional realizado. Este capítulo se desarrolla de acuerdo al diagrama de acción planteado en la Figura 9.
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Simulación del comportamiento mecánico de los suelos ferralíticos rojos mediante el método de elementos finitos

Simulación del comportamiento mecánico de los suelos ferralíticos rojos mediante el método de elementos finitos

La simulación se realizó para dos niveles de humedad del suelo, comprendiendo los puntos extremos (mínimos y máximos). Esta decisión se fundamentó a partir de los resultados obtenidos experimentalmente, los cuales mostraron que el comportamiento esfuerzo-deformación del suelo estudiado, varió significativamente en estos estados de humedad, mostrando una forma de falla frágil cuando el contenido de humedad es bajo y una falla plástica cuando se eleva el contenido de humedad (Fig. 4.2). Como el comportamiento de la curva esfuerzo-deformación del suelo es similar para los niveles intermedios y máximos de humedad, no se incluyen los primeros en las corridas. Los niveles de humedades prefijados permitirán conocer si los modelos en análisis son capaces de predecir con exactitud el comportamiento mecánico del suelo, cuando este posee dos formas de falla diferentes (tabla 5.1). Tabla 5.1. Datos de entrada requeridos por los modelos
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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

El método de los elementos finitos es un procedimiento numérico que permite resolver problemas de la mecánica del continuo, entre otros, con una aproximación aceptable para ingeniería (Cook et al. 2001). En este procedimiento, el medio continuo se divide en un número finito de subdominios denominados elementos finitos, conectados entre sí por nu- dos, cuyo comportamiento responde a las ecuaciones de gobierno y a las condiciones de borde (Zienkiewicz et al. 2005). El conjunto de elementos finitos y de nudos que represen- tan aproximadamente la geometría del sólido se denomina malla de elementos finitos. En mecánica de sólidos las ecuaciones de gobierno vinculan la cinemática, el modelo constitu- tivo del material y las condiciones de equilibrio, mientras que, las cantidades de interés corresponden al campo del desplazamiento, de la deformación y del esfuerzo en el sólido.
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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.

El método de los elementos finitos (MEF) permite obtener una solución numérica aproximada sobre un cuerpo, estructura o dominio (medio continuo) , sobre el que están definidas ciertas ecuaciones diferenciales en forma débil o integral que caracterizan el comportamiento físico del problema, dividiéndolo en un número elevado de subdominios no-intersectantes entre sí denominados “elementos finitos”. El conjunto de elementos finitos forma una partición del dominio también denominada discretización. Dentro de cada elemento se distinguen una serie de puntos representativos llamados “nodos”. Dos nodos son adyacentes si pertenecen al mismo elemento finito; además, un nodo sobre la frontera de un elemento finito puede pertenecer a varios elementos. El conjunto de nodos considerando sus relaciones de adyacencia se llama “malla”.
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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

La simulación estructural brinda ayuda a problemas relacionados con cargas producidas por componentes mecánicos, eléctricos, electrónicos, entre otros; permitiendo visualizar esfuerzos y deformaciones presentes en la estructura, ampliando el rango de opciones de simulación que permita controlar la complejidad del modelado, a través de una precisión deseada y tiempos computacionales, optimizando los diseños antes de proceder a la fabricación, con una alta precisión, diseños mejorados y parámetros críticos con una mejor percepción, en prototipos virtuales, iniciando con el croquis y modelado mediante el Diseño Asistido por Computadora (CAD), para posteriormente modelarlos a través de la Ingeniería Asistida por Computadora (CAE), aplicando las propiedades de los materiales utilizados (Garza, 2013).
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CARACTERIZACIÓN DE LA CAMPANA DE UNA TROMPETA MEDIANTE EL MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS

CARACTERIZACIÓN DE LA CAMPANA DE UNA TROMPETA MEDIANTE EL MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS

En este estudio se presentan en primer lugar una revisión de la propagación sonora en resonadores. La magnitud que permite caracterizar el comportamiento acústico del instrumento es la impedancia acústica de entrada [2]. Así, se presenta la dependencia de la impedancia con el perfil del resonador para varios casos sencillos conocidos: resonador de perfil cilíndrico cerrado y abierto y de perfil cónico. Finalmente se comparan estos resultados con los simulados en la campana de una trompeta.

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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

El Método de Elementos Finitos (MEF) fue desarrollado más por ingenieros usando discernimiento físico que por matemáticos usando métodos abstractos. El método de elementos finitos fue primero usado para la resolución de problemas de análisis de esfuerzos y desde entonces ha sido aplicado a muchos otros problemas como análisis térmico, análisis de flujo de fluidos, análisis piezo- eléctrico, análisis químico y muchos otros, los cuales generalmente involucran la resolución de ecuaciones diferenciales parciales. Básicamente el analista busca hallar la distribución de las variables de campo como el desplazamiento en el análisis de esfuerzo, la temperatura o el flujo de calor en el análisis térmico, la concentración de cierto compuesto en el análisis químico, etc. El MEF es un método numérico que busca hallar una solución aproximada de la distribución de las variables de campo en un dominio para el cual es casi imposible tratarlo analíticamente.
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Método de elementos finitos en electromagnetismo

Método de elementos finitos en electromagnetismo

Primero, en el ejemplo anterior se trataba con un problema dimensional. Es verdad que para casi todos los problemas dimensionales siempre se pueden encontrar las funciones de prueba requeridas. Sin embargo, cuando se analizan problemas de dos o tres dimensiones es muy difícil y a menudo imposible encontrar las funciones de prueba de dominio enteras requeridas, en particular para problemas con fronteras irregulares. Segundo, en el ejemplo anterior, se llega a la solución usando papel y lápiz, procedimiento aplicable sólo a problemas muy sencillos. Para problemas complicados de interés práctico se empleará la computadora, escribiendo un programa que describa el procedimiento para la solución del mismo. Como se verá más adelante, el Método de Elementos Finitos es mucho mejor para un determinado propósito que el método clásico de Ritz y de Galerkin.
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metodo-elementos-finitos

metodo-elementos-finitos

por trozos usando definiciones simples de las funciones base sobre estos subdominios. Si estos subdominios son de forma relativamente simple y la definici´on de las funciones base sobre estos subdominios pueden ser hechas de manera repetitiva, es posible aproximar dominios com- plejos de forma bastante directa. Esta es la idea b´asica del M´etodo de Elementos Finitos el cual puede interpretarse como un m´etodo de apro- ximaci´on donde las funciones base se definen en forma local en cada elemento y son llamadas de forma las cuales se combinan para dar una aproximaci´on por trozos.
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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

Con respecto al esfuerzo de contacto para todos los casos de variación de geometría y la variación en la aplicación de carga los resultados son considerablemente menores en el MEF que en el método de cálculo tradicional. Esto es de esperarse ya que como se anotó la distribución de los esfuerzos de contacto entre dos cilindros es elíptica, pero en el MEF se aplicó una fuerza en una superficie lo cual da una distribución uniforme de carga. No se pudo aplicar la distribución elíptica de carga debido a que esto requería que el mallado en el plano de carga sea bastante fino para que en el ancho b pueda existir una distribución de carga no uniforme. Además al igual que en los esfuerzos flexionantes el método analítico asume una serie de factores que no se consideran en el MEF.
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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 5.14 puede observarse como la zona de transición entre las dos zonas de la mangueta presenta el mayor valor de tensiones de Von Mises, tal y como indica en la figura 5.15, donde se muestra la zona de estudio de esta sección ampliada indicando el nodo que presenta el valor de máxima tensión. Para conocer el valor del factor de concentración de tensiones no es posible obtenerlo gráficamente a través de la interfaz del programa si no que lo tendremos que hacer a través del capítulo 3 donde a través de la ecuación de distribución de tensiones obtenida, podremos obtener el valor nominal presente en esta zona en ausencia de discontinuidad física. El valor máximo de tensiones obtenido mediante el análisis numérico es
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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

Con respecto a los otros elementos de aleación: el silicio se introduce con el objetivo principal de desoxidación (hasta 1 %); en contenidos cercanos al 2 % produce un cierto aumento en el límite de fluencia y resistencia a la deformación plástica bajo choques repetitivos. El azufre, su contenido no es crítico debido a la cantidad de manganeso. El fósforo en cantidades hasta un 0,06 % garantiza buena soldabilidad. El vanadio al ser buen formador de carburos aumenta el esfuerzo de fluencia pero disminuye la ductilidad y es muy útil para refinar el grano. El cobre es utilizado para refinar la austenita. El titanio reduce el carbono en la austenita y forma carburos muy estables, también neutraliza el exceso de fósforo y refina la estructura de la pieza fundida (Varela, 2003).
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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)

A fin de pronosticar no sólo la carga de falla, sino también el comportamiento correcto pos-pico, algoritmos computacionales robustos y estables que son capaces de manejar gran conjunto de ecuaciones gobernantes no lineales son un requisito esencial. Hay una serie de casos en los que el método de elementos finitos convencional tiene restricción en una aplicación eficiente. La solución aproximada puede converger a la exacta si ésta tiene un comportamiento polinómico, en cambio, cuando existe una singularidad, resulta difícil aproximar correctamente el campo de la solución en sus cercanías. En este caso, la solución está dominada por el efecto local de la singularidad.
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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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MODELACIÓN NUMÉRICA DEL COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL DE HARNERO VIBRATORIO R-MD, MEDIANTE ACOPLAMIENTO ENTRE EL MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS Y ELEMENTOS DISCRETOS

MODELACIÓN NUMÉRICA DEL COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL DE HARNERO VIBRATORIO R-MD, MEDIANTE ACOPLAMIENTO ENTRE EL MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS Y ELEMENTOS DISCRETOS

Al concluir el estudio del comportamiento estructural del harnero vibratorio R-MD, mediante el acoplamiento entre el método de elementos finitos y el método de elementos discretos, se podrán identificar las variables de diseño más relevantes (deformación total máxima, esfuerzo máx. y factores de seguridad estático y dinámico) para los componentes de esta estructura, y así poder analizarlos de acuerdo a sus solicitaciones. Los componentes que presentaron mayores índices de fallas en el historial de trabajo de la planta de molienda fueron los expuestos a estos estudios, en donde se sometieron a condiciones de operación idealizadas, pero con un grado alto de cercanía a la realidad.
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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

La Figura 8 ilustra la relación entre la carga puntual aplicada y el desplazamiento vertical en el extremo derecho de la viga. Los puntos resaltados con los numerales 1 al 7 en la curva, hacen referencia a pasos de carga representativos. En el intervalo delimitado por los instantes 1 y 2, el comportamiento de todos puntos material de viga es elástico lineal. Superado el instante 2 se presenta fluencia por tensión en las fibras superiores cercanas al empotramiento. En el intervalo de 2 a 3 la carga continúa aumentando en un proceso de carga plástica.

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2 Análisis estructural de materiales compuestos mediante el MEF

2 Análisis estructural de materiales compuestos mediante el MEF

Para la modelización de las partes fabricadas en material compuesto se utilizan elementos placa (shell) que se ajustan a la geometría de la superficie media del laminado. Para la caracterización elástica y resistente de la lámina, Nastran utiliza las tarjetas MATi [6] donde reflejamos sus constantes de rigidez y las tensiones admisibles. En nuestro caso, al ser el material del refuerzo un tejido biaxial debemos caracterizarlo como un material ortótropo 2D.

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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

La investigación intitulada “Análisis de un muro de contención sometido a la acción de cargas horizontales mediante el Método de Elementos Finitos”, tiene el fin de seguir difundiendo el método de los elementos finitos, y poder analizar este método desde su concepción a partir de matrices de rigidez, debido a que es un método numérico para la solución de problemas de ingeniería y otros de alto grado de complejidad. Sin embargo, el Método de los elementos finitos en la mayoría de casos solo se aplicaban para el análisis de esfuerzos, sin embargo, este método tiene y tendrá infinidad de aplicaciones debido a la diversidad de usos que cualquier investigador le pueda dar. En este caso se aplicará al análisis de un muro de contención, el cual es una estructura muy importante que logra contener grandes volúmenes de agua, tierra, etc. Este método es parte del curso de análisis de estructuras en la carrera de ingeniería civil y en el caso de físico matemática, es parte del curso de métodos numéricos, en otras carreras también se puede hallar investigaciones basadas en este método como por ejemplo las carreras profesionales de Ingeniería Mecánica eléctrica, odontología, entre otras especialidades.
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Análisis de la Interacción Suelo Sostenimiento para Túneles Circulares Mediante Elementos Finitos

Análisis de la Interacción Suelo Sostenimiento para Túneles Circulares Mediante Elementos Finitos

Además el método es fácilmente adaptable a problemas de transmisión de calor, de mecánica de fluidos para calcular campos de velocidades y presiones (mecánica de fluidos computacional, CFD) o de campo electromagnético. Dada la imposibilidad práctica de encontrar la solución analítica de estos problemas, con frecuencia en la práctica ingenieril los métodos numéricos y, en particular, los elementos finitos, se convierten en la única alternativa práctica de cálculo. Una importante propiedad del método es la convergencia; si se consideran particiones de elementos finitos sucesivamente más finas, la solución numérica calculada converge rápidamente hacia la solución exacta del sistema de ecuaciones (International Tunnelling and underground space asociation, s.f.).
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Análisis de estructuras cross rope mediante el método de los elementos finitos

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

Adicionalmente se recomienda investigar el comportamiento dinámico de estructuras de transmisión arriostradas [6] con la finalidad de evaluar la respuesta de la estructura a un estado de cargas variables en el tiempo (cargas eólicas transitorias). Si bien este tipo de análisis que no es recomendado por la literatura especifica (ver referencias [1] y[4]), es de interés analizar situaciones que pueden ser ocasionadas por las condiciones climáticas particulares de las zonas de emplazamiento y diferentes a las presentes en las regiones de las cuales son originarias las recomendaciones.
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