PDF superior Análisis estructural con elementos finitos

Análisis estructural con elementos finitos

Análisis estructural con elementos finitos

con una gran geometría compleja (digamos, el análisis de esfuerzos para un Boeing 747) es transformada de una ecuación diferencial aproximada, a un problema algebraico donde los bloqu[r]

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Procedimiento para la modelación y análisis estructural por el método de los elementos finitos de un domo geodésico para tapa de tanques de almacenamiento de combustible

Procedimiento para la modelación y análisis estructural por el método de los elementos finitos de un domo geodésico para tapa de tanques de almacenamiento de combustible

Un domo geodésico es una malla de barras y nodos dispuestos según las aristas y vértices de un poliedro inscrito en una superficie que puede presentar forma de esfera, parábola o elipse. A partir de conocerse las ventajas de este tipo de estructura han sido ampliamente usadas en diferentes construcciones como: viviendas, oficinas comerciales, invernaderos, stand de ferias, techos fijos de tanques de almacenamiento de combustible, entre otras. Muchos investigadores han estudiado la modelación y geometría de los domos geodésicos. El enfoque y objetivo del presente trabajo es presentar, a partir de la revisión y recopilación de informaciones de varias investigaciones, un procedimiento para el diseño de un modelo alámbrico de un domo geodésico esférico para techos fijos de tanques de almacenamiento de combustible y su posterior análisis estructural por el método de los elementos finitos. En el trabajo se exponen de forma detallada dicho procedimiento y las expresiones geométricas empleadas. Finalmente, fue elaborado un programa computacional con la finalidad de apoyar las expresiones matemáticas y el procedimiento descrito en el trabajo y así disponer de una herramienta computacional para la generación del modelo alámbrico de un domo geodésico esférico para tapa de tanques de almacenamiento de combustibles.
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Sistema de Análisis Estructural en Plataforma Java para Vigas Continuas por el Método Elementos Finitos

Sistema de Análisis Estructural en Plataforma Java para Vigas Continuas por el Método Elementos Finitos

informática es un binomio que apoya en el aprendizaje de los contenidos de cualquier asignatura, como es el caso del análisis estructural por el método de elementos finitos. Sin embargo, la presencia de software educativo en el campo de la ingeniería por sí solo no supone un salto cualitativo en el ámbito de la educación. Pensar de esta manera es una desvalorización de los docentes y su interrelación con los alumnos. Por sí mismos no han de modificar ni los contenidos, ni los métodos, ni la calidad de los aprendizajes. En realidad, su uso en educación introduce como una herramienta más, que debe ser incorporada de acuerdo al tema y los objetivos buscados por la enseñanza de manera complementaria con otras herramientas pedagógicas.
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Análisis estructural de vagones de uso ferroviario mediante el método de elementos finitos para aumento de capacidad de carga

Análisis estructural de vagones de uso ferroviario mediante el método de elementos finitos para aumento de capacidad de carga

Obtención de resultados valiosos. Si eres un diseñador o un ingeniero interesado en conocer a fondo el funcionamiento y prestaciones de tu diseño antes de la fabricación, entonces necesitas COSMOSMotion. Mediante animaciones y gráficos X-Y, podrás dimensionar motores y actuadores, determinar el consumo de energía, diseñar uniones, crear levas, entender el funcionamiento de trenes de engranajes, dimensionar muelles y amortiguadores, determinar el comportamiento de piezas en contacto, obtener las fuerzas entre componentes que serán cargas para el modelo de Elementos Finitos a resolver en COSMOSWorks, etc .. El conocimiento de toda esta información te permitirá responder con precisión a preguntas tan fundamentales en ingeniería como: "¿funcionará correctamente?", "¿se romperá?".
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Análisis Estructural a cargas de impacto frontal de un bus tipo Interprovincial mediante el Método de Elementos Finitos

Análisis Estructural a cargas de impacto frontal de un bus tipo Interprovincial mediante el Método de Elementos Finitos

Se determinó que la zona crítica de la carrocería en un estudio a impacto delantero, es el componente denominado “frontal” o “para choque”, en base al cual se realizó una idealización que permitió obtener expresiones matemáticas de los momentos y esfuerzos plásticos, para establecer el comportamiento del elemento en zona plástica. También se efectuó un análisis computacional en la misma estructura frontal y se extrajo el esfuerzo plástico, así se estableció, que existe un percentil de diferencia en el cálculo aproximadamente de 12.1%; sin embargo esto corresponde a un análisis computacional de relativamente poco complejo, en el caso de una estructura grande, el margen crece exponencialmente de forma que el procesamiento del computador es difícilmente alcanzable por medios matemáticos LQFOX\HQGRGHQWURGHHOORVHO0()PpWRGRGHOHOHPHQWR¿QLWR
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Análisis estructural por el método de elementos finitos asistido por computadora (vigas pórticos, placas, solidos de revolución)

Análisis estructural por el método de elementos finitos asistido por computadora (vigas pórticos, placas, solidos de revolución)

T 005 3 S159 2014 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TESIS ANALISIS ESTRUCTURAL POR EL METODO DE ELEMENTOS FINITOS ASISTIDO POR[.]

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ANÁLISIS ESTRUCTURAL MEDIANTE EL MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS DE UNA PRÓTESIS DE PIE ARTICULADO FABRICADA POR MANUFACTURA ADITIVA

ANÁLISIS ESTRUCTURAL MEDIANTE EL MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS DE UNA PRÓTESIS DE PIE ARTICULADO FABRICADA POR MANUFACTURA ADITIVA

El análisis del comportamiento de la prótesis se lleva a cabo mediante una simulación de su respuesta frente a una carga estática (FRS), a través del método de elementos finitos (MEF) y con la asistencia del software comercial Ansys Workbench. Para ello, se establecen niveles de carga sobre el conjunto desde los 80 hasta los 120 kgf, con incrementos de 20 kgf para cada etapa de la marcha. Adicionalmente, se caracteriza cada componente según sus propiedades mecánicas, y se establecen las relaciones de contacto pertinentes entre elementos del conjunto, con el fin de elaborar una aproximación numérica fiel del fenómeno físico.
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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 estructural de un bus por el método de elementos finitos

Análisis estructural de un bus por el método de elementos finitos

Las limitaciones de los elementos dados, durante la manufacturación de los autobuses son la utilización de perfiles tubulares de sección hueca, cuadrada o rectangular que tengan resistencia mecánica aceptable, con dimensiones apropiadas y una geometría regular considerable, utilizándose uniones simples formadas por dos o tres perfiles perpendiculares entre sí, como las indicadas en la Figura 21, ofertando una rigidez mayor con uniones complejas relacionadas con los aspectos brindados de manera práctica con tres elementos independientes, con una estimación de una estructura modelizada rígidamente, con análisis de fatiga mayor a los nodales los cuales generan una sensibilidad grande tras la distribución de masa. (Badea, Alcala, Grimaldi, Ogando & Aparicio; 2015)
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Enseñanza del método de los elementos finitos en ingeniería civil y mecánica utilizando el programa de computador a código abierto PEFiCA

Enseñanza del método de los elementos finitos en ingeniería civil y mecánica utilizando el programa de computador a código abierto PEFiCA

Muchas universidades han incluido la simulación numérica del comportamiento mecánico de sólidos y fluidos mediante el método de los elementos finitos (Reddy, 2005; Zienkiewicz, et al., 2005), en la formación de ingenieros civiles y de ingenieros. Entre los años 1993 y 2008, una asignatura obligatoria del programa curricular de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá, presentaba los conceptos básicos del método de los elementos finitos. Actualmente, este programa curricular cuenta con una asignatura electiva rela- cionada con este tema. Asimismo, las Maestrías en Estructuras y en Geotecnia incluyen en la simulación numérica de sólidos, en sus asignaturas electivas Análisis Estructural por Elementos Finitos y Métodos Numéricos en Geotecnia, respectivamente. En cambio, el programa de Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional de Colombia incluye el estudio del método de los elementos finitos en el curso obligatorio Aplicaciones de Elementos Finitos desde 2009. En las Maestrías en Ingeniería Mecánica e Ingeniería de Materiales y en los Doctorados en Ingeniería Mecánica y en Ciencia y Tecnología de Materiales se ofrece una asignatura electiva que profundiza sobre el tema. En los años sesenta después de establecidos los conceptos básicos del análisis matricial, comienza el desarrollo de
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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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Verificación estructural del edificio Floresty usando elementos finitos embebidos

Verificación estructural del edificio Floresty usando elementos finitos embebidos

15 facilidad de introducir dominios de cálculo complejos (en dos o tres dimensiones). 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.
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Introducción al análisis de vibraciones con elementos finitos

Introducción al análisis de vibraciones con elementos finitos

Es evidente que un análisis riguroso y completo de las deformaciones dinámicas de un sólido elástico es de una gran complejidad. En la mayoría de los problemas de la ingeniería, y en especial con estructuras elásticas con cargas dinámicas, no es necesario considerar la propagación de las ondas de deformación. La solución de tales problemas se simplifica asumiendo que se producen oscilaciones de la estructura completa. En otras palabras, los problemas de vibraciones de las estructuras pueden ser resueltos con métodos en los que no interviene la teoría de propagación de ondas ya que se asume que con las cargas no se producen deformaciones localizadas que se propagan a través de la estructura, sino que se produce una deformación simultánea de la misma, variable en el tiempo [1,7,19]. Por otra parte, el fenómeno de amortiguamiento, presente en todos los casos reales produciendo una disipación de energía que se traduce en una paulatina disminución de las deformaciones, complica más aún el estudio riguroso del problema. Debido al amortiguamiento, al cabo de un cierto lapso desde el instante del impacto, todos los puntos del sólido vinculado habrán detenido su movimiento, alcanzado la correspondiente configuración deformada y en equilibrio. Dicho intervalo de tiempo puede llegar a ser muy prolongado, dependiendo de la intensidad y naturaleza del amortiguamiento, ya que en una estructura el amortiguamiento se produce por diversos motivos. En parte es debido a la fricción interna molecular del material. Otra causa es el rozamiento entre superficies de contacto en las uniones de los elementos que componen la estructura. También se produce como consecuencia del aire (u otro fluido) que rodea a la estructura. En todos los casos se generan fuerzas opuestas al movimiento, y por ello las amplitudes de los desplazamientos disminuyen con el tiempo. Cada tipo de amortiguamiento requeriría una formulación distinta, de acuerdo con las diferentes características del efecto que produce. Sin embargo, en los modelos dinámicos de estructuras es usual representar el efecto de todas las fuerzas disipativas mediante un amortiguamiento exclusivamente viscoso, donde la fuerza opuesta al desplazamiento es proporcional a la velocidad, asumiendo además que el coeficiente de proporcionalidad permanece constante. Esta hipótesis simplificativa conduce a resultados razonablemente aceptables con modelos matemáticos, apenas con un poco más de complejidad que aquellos donde no se hace intervenir el amortiguamiento.
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Puesta en valor de una escuela patrimonial en zona de alto riesgo sísmico: un caso de estudio

Puesta en valor de una escuela patrimonial en zona de alto riesgo sísmico: un caso de estudio

La Escuela Mitre es un edificio educacional monumental, habilitado en 1906, de mampostería cerámica cocida sin encadenar. Durante su vida útil ha sufrido daños debido a los terremotos impulsivos de Mendoza, Argentina, a los cambios en los materiales y a la falta de mantenimiento. La metodología de estudio ha incluido las siguientes etapas: una inspección detallada, las decisiones de emergencia, el análisis de las condiciones de conservación del edificio, el diagnóstico y las alternativas de rehabilitación. Con los datos de campo y de laboratorio, se ha modelado el edificio mediante elementos finitos. Las ventajas del uso del hormigón en la rehabilitación es lograr el menor costo y el mejor desempeño estructural de acuerdo con las normas de rehabilitación vigentes, pero desde el punto de vista patrimonial, se ha preferido la combinación de estructuras de acero que no interfieren con la fábrica original y la rehabilitación de fundaciones con hormigón armado.
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El análisis de elementos finitos en ortodoncia

El análisis de elementos finitos en ortodoncia

Alrbata y col., investigaron la fuerza óptima que se pueda cargar en un microimplante para cumplir con las exigencias biomecánicas del tratamiento ortodóntico sin disminuir la estabilidad del microimplante. Utilizando el método de análisis de elementos finitos, se utilizaron modelos de diseño 3-D asistidos por computadora de un microimplante y cuatro piezas de hueso cilíndricas (que incorporaban grosores de hueso cortical de 0.5, 1.2, 2.0 y 3.0 mm) en los cuales se insertó el microimplante, usando varias magnitudes de fuerza de 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5 y 4.0 N se aplicaron horizontal y separadamente a la cabeza del microimplante cuando se insertaron en los diferentes conjuntos óseos. Para cada ensamblaje de hueso / fuerza probado, las tensiones máximas desarrolladas en áreas de contacto íntimo con el microimplante a lo largo de la dirección de la fuerza se calcularon mediante el análisis de regresión y se compararon con un valor umbral en el que podría desarrollarse una reabsorción ósea patológica.
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Análisis no lineal de elementos de concreto armado utilizando elementos finitos

Análisis no lineal de elementos de concreto armado utilizando elementos finitos

En el análisis de una estructura es común hacer suposiciones de un comportamiento lineal elástico donde se puede aplicar una expresión de la siguiente forma KU = R. Esta ecuación corresponde a un análisis lineal debido a que la respuesta del desplazamiento (U) está en función lineal al vector de cargas (R), a través de una matriz de rigidez (K) que se calcula al inicio del proceso y permanece constante. Esta expresión es aplicable bajo ciertas restricciones, por ejemplo el que se deben suponer pequeñas deformaciones, que las propiedades del material como el módulo de elasticidad permanecen invariables, permitiendo que la rigidez sea constante y además que las condiciones de borde permanecen inalteradas [Bathe y Ramaswamy, 1978). Estas suposiciones que se hacen de un comportamiento lineal pierden validez frente a un estado más realista del proceso del análisis de la estructura. Esto se debe básicamente a que los materiales que componen dicha estructura sufren daños, reduciéndose sus capacidades resistentes. Por tanto, es necesario hacer otras suposiciones y considerar que la estructura presenta un comportamiento no lineal. Es claro que el análisis no lineal presenta retos importantes, básicamente en el sustento matemático y en cuanto a los modelos que. se pretende emplear. Una técnica interesante para abordar dichos retos es la técnica de los elementos finitos, que discretiza el continuo en elementos de tamaño finito. Está técnica permite acoplar de manera satisfactoria una ley constitutiva dentro de un proceso analítico, con una versatilidad tan notoria que se ha vuelto una de las técnicas preferidas en los programas de cómputo modernos. Existe la necesidad de categorizar las no linealidades que se pueden presentar. Básicamente se agrupan en dos tipos: en no linealidades geométricas y no linealidades del material. Al considerar tales no linealidades generalmente no es posible aplicar toda la carga instantáneamente, en cambio se hace más conveniente dividir el análisis en intervalos de carga o intervalos de tiempo [Cervenka, 2013).
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Análisis y diseño estructural sismorresistente por el método de elementos finitos: pabellón de aulas I E S  Charamaya    Mañazo

Análisis y diseño estructural sismorresistente por el método de elementos finitos: pabellón de aulas I E S Charamaya Mañazo

La estructura y todos los elementos de techo que estén expuestos a la acción de carga de nieve serán diseñados para resistir las cargas producidas por la posible acumulación de la nieve en el techo. La sobrecarga de nieve en una superficie cubierta es el peso de la nieve que, en las condiciones climatológicas más desfavorables, puede acumularse sobre ella. En zonas en la cuales exista posibilidad de nevadas importantes, deberá prestarse especial atención en la selección apropiada de las pendientes de los techos. La carga de nieve debe considerarse como carga viva a más de 3000 m.s.n.m. de altitud será igual a 150 kg/cm3 y un espesor no menor de 30 cm. No será necesario incluir en el diseño el efecto simultáneo de viento y carga de nieve.
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Análisis de elementos finitos en ortodoncia

Análisis de elementos finitos en ortodoncia

La fuerza necesaria para la intrusión para cada incisivo superior oscila entre 10 a 20 gF, y es por eso que Saga, Maruo, Argenta et al usaron 15 gf, en el sistema de análisis de elementos finitos, por cada incisivo a intruir. La fuerza de intrusión tiene una dirección hacia arriba y va directamente aplicada sobre el modelo de alambre de acero, y en los puntos de las diferentes situaciones ya mencionados. Como siempre, se debe de definir las condiciones de contorno, y este caso, se impusieron de 0 desplazamiento y 0 rotación en los nodo a lo largo del maxilar cortado en el plano horizontal supra apical. Para poder determinar el estrés, se evalúa en gráficos de dispersión XY, en una línea sagital labio ápico palatina representativa de la cresta alveolar, casi coincidente con el eje medio sagital del diente. En esta línea seleccionaron nodos 79 para los centrales y 88 para los laterales, enumerados; y se consideraron solo los dientes del lado derecho debido a que se trabaja sobre rasgos anatómicos del maxilar y dientes simétricos. (Figura N° 15) (7)
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1 MÉTODOS APROXIMADOS DE SOLUCIÓN

1 MÉTODOS APROXIMADOS DE SOLUCIÓN

La formulación de elementos finitos puede deducirse para ciertos problemas, como por ejemplo el análisis de estructuras, como una extensión de los métodos matriciales utilizados para calcular estructuras de vigas y reticulados. Sin embargo, dicha deducción encuentra serias limitaciones cuando se quiere extender la formulación a problemas no estructurales. Por ello se mostrarán en este apunte algunos conceptos básicos de la formulación variacional del método de elementos finitos que pueden aplicarse a una gran variedad de problemas. En primer lugar describiremos algunos conceptos sobre métodos aproximados de solución para ecuaciones diferenciales, en particular veremos el método de Rayleigh-Ritz y el método de residuos ponderados. Luego veremos la utilización de estos métodos con elementos finitos y se describirá la implementación matricial y los elementos más utilizados.
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Optimización estructural de una presa a gravedad con elementos finitos

Optimización estructural de una presa a gravedad con elementos finitos

Según la geomorfología regional, este sector corresponde a la unidad geomorfológica del tipo valle y a la unidad cordillera, su relieve es amplio y abrupto por ambos flancos, donde las laderas ofrecen taludes fuertes a moderadas (50° - 30°). El sistema de drenaje superficial es del tipo dendrítico. Tiene régimen torrentoso y se desplaza en cauce angosto, encañonado, con fuerte pendiente y escalonado. Su origen se relaciona con acciones erosivas en rocas volcánicas favoreciendo en cierta medida la colmatación de elementos proluvio-fluviales y desarrollando caracteres propios de un cauce torrentoso como son los procesos de socavamientos marginales y de fondo del cauce, aunque de bajas magnitudes.
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