PDF superior El análisis de elementos finitos en ortodoncia

El análisis de elementos finitos en ortodoncia

El análisis de elementos finitos en ortodoncia

Desde 1997, la incorporación de microimplantes de ortodoncia a la práctica diaria ha optimizado dramáticamente la planificación del tratamiento, actuando en situaciones que requieren un anclaje absoluto. Sin embargo, todavía se están investigando con el fin de mejorar su pronóstico y disminuir las altas tasas de fracaso reportadas. Como su retención primaria en el hueso es principalmente mecánica y, a diferencia de los implantes dentales convencionales que dependen en última instancia de la osteointegración para su estabilidad, cualquier interrupción de la interface microimplante / hueso en forma de microdaño óseo podría afectar negativamente la estabilidad primaria de estos dispositivos, y en consecuencia conducen a aflojamiento o incluso fracaso. Dicho microdaño puede resultar de las tensiones acumulativas de la inserción de los microimplantes o de las implicaciones biomecánicas posteriores, especialmente si estas tensiones están más allá del umbral del hueso (33,34).
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Análisis de elementos finitos en ortodoncia

Análisis de elementos finitos en ortodoncia

Uno de los métodos numéricos más utilizados actualmente a nivel profesional de diferentes ramas de estudio, es el Método de los Elementos Finitos (MEF). Este método fue desarrollado a partir de los años 40 por profesionales matemáticos e ingenieros. Estos interesados básicamente en problemas de cálculo de estructuras y luego que se fue desarrollando el método, fue aplicado en otros muchos campos como la Medicina, Aviación, etc.; El desarrollo del MEF sumado además en el tiempo con otros dos avances. Por un lado, el nacimiento de la Teoría de las Distribuciones, permitió el inicio del estudio de las Ecuaciones en Derivadas Parciales (EDP); Por otro lado, el rápido avance de los ordenadores facilito el desarrollo del Análisis Numérico, sin duda han marcado gran parte del camino de la investigación en matemáticas. Esta Rama de las matemáticas que se encontraba en un período de estancamiento bastante profundo. (13,1)
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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

Los buses de tipo urbano sirven para el transporte de personas en distancias cortas y medianas en el interior de la ciudad es relevante visualizar su diseño por motivos de seguridad. El presente estudio se centró en la definición del proceso de simulación de elementos finitos y como resultado se identificaron los factores más relevantes a la hora de procesar las particularidades de esté. Con la recopilación de la información teórica científica que aporta como ayuda al análisis de la estructura sometido a cargas variables con el fin de plasmarse el comportamiento estructural mostrando que la simulación es suficiente para su construcción y además se debe acudir a varios métodos que avalen la seguridad de los pasajeros, como también el modelo aplicado garantizarlo para su construcción.
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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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Introducción al análisis de vibraciones con elementos finitos

Introducción al análisis de vibraciones con elementos finitos

El método de elementos finitos es sumamente útil para el análisis dinámico de placas planas. El plano medio de la placa, contenido en el plano coordenado global x-y (ver Figura 3.5.1 en la página 85), es el modelo continuo bidimensional que se divide en triángulos, rectángulos o cuadriláteros. Las expresiones de las energías de deformación elástica y cinética fueron deducidas en las últimas secciones del Capítulo 3. Las fórmulas (3.92) a (3.98) se aplican en el caso de placas delgadas. Debido a que en la expresión (3.94) de la energía de deformación flexional intervienen derivadas segundas de la función del desplazamiento transversal w(x,y), el polinomio que se adopte debe ser, como mínimo, cuadrático y completo en ambas variables, a fin de que no resulten nulas las componentes del vector deformación definido en (3.92). Asimismo, dicha función y sus dos derivadas primeras deben ser incluidas como grados de libertad de cada nodo del modelo. Los elementos conformes son los que cumplen con la condición de continuidad de las tres magnitudes (w, w/x, w/y) sobre los lados comunes de elementos contiguos.
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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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Influencia de la forma y ubicación de los contactos proximales sobre los niveles de tensión generados en prótesis fija implantosoportada, análisis de elementos finitos

Influencia de la forma y ubicación de los contactos proximales sobre los niveles de tensión generados en prótesis fija implantosoportada, análisis de elementos finitos

En el presente estudio, la técnica de análisis de elementos finitos permitió evaluar en conjunto los niveles de tensión mecánica generados en una corona implantosoportada, los dientes naturales adyacentes y los tejidos de soporte, al programar distintas configuraciones de contactos proximales. El comportamiento del ligamento periodontal, hueso alveolar y dientes adyacentes mostró un patrón similar entre los distintos grupos experimentales, por el contrario si se apreciaron diferencias en la distribución de tensión mecánica a nivel de la corona implantosoportada y diferencias de magnitud de tensión mecánica a nivel de la conexión protésica entre los distintos grupos. Para establecer las diferencias entre el comportamiento mecánico de cada una de las estructuras modeladas se tomo como referencia la escala de magnitud de esfuerzos en MPa expresada en escala de colores; donde el color rojo representó el valor máximo de esfuerzo mecánico y el color azul el mínimo. Dicha escala permitió comparar los resultados obtenidos entre grupos y además permitió detectar las zonas de mayor y menor esfuerzo dentro de cada modelado y así hacer comparaciones entre los distintos grupos. Dado que el análisis de elementos finitos valora los resultados de una muestra única; las diferencias obtenidas entre grupos no obedecen a diferenciales significativos desde el punto de vista estadístico, sino que representan las diferencias en el comportamiento apreciables en las condiciones bajo las cuales fue realizada la(s) simulación(es), sin la posibilidad de hacer inferencia estadística sobre una población. Como el numero de variables intervinientes en la ecuación de la simulación computarizada es finito, es decir, esta limitado por los valores de comportamiento establecidos por el operador; el comportamiento de una simulación de elementos finitos no necesariamente refleja la realidad de un sistema en el cual el numero de posibilidades intervinientes es infinita. Esta situación que podría ser asumida como una desventaja, es a su vez una ventaja desde el punto de vista experimental, ya que permite analizar de manera aislada el efecto de las variables escogidas; situación que no siempre es posible controlar en estudios experimentales convencionales.
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Cálculo de Resistencia de Uniones Soldadas Auxiliado en el Análisis por Elementos Finitos

Cálculo de Resistencia de Uniones Soldadas Auxiliado en el Análisis por Elementos Finitos

En los años mas recientes en la ¨Welding Journal¨ sigue la tendencia al aumento de publicaciones con aplicaciones de los electos finitos, en mayo del 2000 se publica un artículo (Bonifaz, 2002) donde el autor relaciona la eficiencia de fisión con las variables del proceso en un modelo de simulación por elementos finitos a través de la razón de energía de entrada, en él se refieren las historias térmicas transcendentes y las dimensiones de las zonas de fusión y la zona afectada térmicamente se realiza la comprobación con valores numéricos y medidos reportados por otros estudios (Goldak, 2001). Se puede señalar lo acertado de considerar que la dilución puede ser considerada para su introducción en el análisis de transferencia de calor a través del término eficiencia de difusión. También se publicó en el año 2001 el artículo (Jang, 2001) donde se realiza a partir de tres muestras soldadas con diferente separación de la raíz los ensayos de tracción, doblado, impacto y dureza. Adicionalmente se estudia el efecto de la separación de la raíz en las tensiones residuales y la deformación de soldaduras de múltiples pasadas utilizando el AEF. Es acertada la comparación que se hace entre los valores de deformación y tensiones residuales obtenidos por AEF y los valores experimentales obtenidos. Este trabajo aporta valiosas contribuciones para el diseño de la raíz que es la parte más peligrosa de la costura soldada.
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Análisis de elementos finitos en ortodoncia

Análisis de elementos finitos en ortodoncia

Existen diferencias si se desea intruir dientes anterosuperiores en un paciente con las estructuras de soporte sanas a uno que las tenga deterioradas. Es decir lo ideal es determinar el valor de fuerza a usar para alcanzar este movimiento dental sin generar un mayor deterioro del estado periodontal del paciente. Hay que tener en cuenta que los pacientes con enfermedad periodontal tienen la condición denominada “migración dentaria patológica” que se caracteriza por la extrusión y proinclinación de los incisivos superiores, debido al desarrollo de defectos óseos y la perdida de inserción causada por la enfermedad periodontal. Esto indefectiblemente afecta la estética y función masticatoria del paciente, pero solo se procederá a tratarlo siempre que la enfermedad periodontal se estabilice y controle. Es controversial este tipo de tratamientos debido a que, como ya se había mencionado, este tipo de carga ortodóntica tiende a generar reabsorción radicular, predominantemente apical que va acompañado de una reducción del hueso alveolar o hasta necrosis pulpar. Es por eso que es importante realizar el análisis de elementos finitos a fin de estimar el estrés y distribución de fuerzas en un modelo con el periodonto reducido (26) .
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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

Para simular el comportamiento de la estructura CR-27.5 se utilizo un modelo tridimensional de elementos finitos basado en elementos estructurales unidimensionales. Las fuerzas colineales con el eje geométrico de los elementos obtenidas de dicho análisis, son utilizadas para la verificación de la estructura según las recomendaciones en las referencias [1] y[2]. El modelo físico-matemático utilizado consta de elementos tipo viga cuadráticos basados en la formulación de Timoshenko (BEAM189) y elementos tipo barra lineales solo tracción (LINK10) (ver [3]), utilizados para aproximar el comportamiento de perfiles y cables respectivamente.
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Análisis mediante elementos finitos del sistema de suspensión de un automóvil liviano

Análisis mediante elementos finitos del sistema de suspensión de un automóvil liviano

Cuando el sistema en estudio es un modelo más complejo de tres dimensiones, los elementos finitos que se obtienen al final del mallado, son también elementos tridimensionales, en este caso las matrices de masa y de rigidez no son tan simples de obtener. El proceso para encontrar estas matrices requiere de una matemática avanzada, que utiliza integrales de volumen para cada elemento finito así como también funciones de forma que dependen del tipo de elemento tridimensional que se utilicen, pudiendo ser este tetraédrico, hexaédrico, prisma, etc.
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Análisis de elementos finitos de la presa Pilares en Álamos, Sonora

Análisis de elementos finitos de la presa Pilares en Álamos, Sonora

Así mismo, en la simulación del software, desde el modelo base, se puede observar claramente una zona crítica en la roca, justo debajo del área antes mencionada en el CCR. Sin embargo, los datos de la roca que se utilizaron para este análisis de sensibilidad, no toman en cuenta el hecho de que normalmente, en zonas críticas como esas, se inyecta una lechada de cemento, con el fin de sellar las fracturas que se encuentran en el lugar. Con esto, la resistencia de la roca en esa zona, tendría que ser mayor que la que tiene la roca in-situ.
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Análisis por elementos finitos de las presiones de contacto en una prótesis de cadera

Análisis por elementos finitos de las presiones de contacto en una prótesis de cadera

En este campo tan importante y actual, a´ un quedan puntos por mejorar. Con la intenci´ on de un mayor entendimiento en ´ este campo y el objetivo de obtener po- sibles aportaciones para las mejoras de los mismos, se ha planteado la elaboraci´ on de este trabajo. Adem´ as, la realizaci´ on del mismo significaba varios retos. Por un lado, aprender a desarrollar desde cero todo un sistema mec´ anico capaz de simular los movimientos de la articulaci´ on de la cadera. Tener que profundizar en conoci- mientos como el uso de software de desarrollos CAD-CAM complejos de usar, para dise˜ nar y simular varios par´ ametros de una pr´ otesis de cadera. Como se ha comen- tado antes, a pesar de ser una de las que m´ as ha avanzado a lo largo de la historia, sigue habiendo puntos d´ ebiles, objetivos de este trabajo. Adem´ as, se pondr´ an en pr´ actica conocimientos de gran parte de las asignaturas del grado como Biomec´ ani- ca, Resistencia de Materias, Biomateriales, Prost´ etica, Ampliaci´ on de Matem´ aticas (Elementos Finitos), F´ısica I, as´ı como ampliar conocimientos en otras materias.
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TítuloSimulación y análisis por elementos finitos de la columna vertebral humana

TítuloSimulación y análisis por elementos finitos de la columna vertebral humana

Es un entorno completo de Abaqus que proporciona una interfaz simple y consistente para crear, enviar, supervisar y evaluar los resultados de las simulaciones Abaqus/Standard y Abaqus/Explicit. Se divide en módulos, donde cada módulo define un aspecto lógico del proceso de modelado; Por ejemplo, definir la geometría, definir las propiedades del material y generar una malla. Al pasar de un módulo a otro, construye el modelo del que Abaqus/CAE genera un archivo de entrada que envía al producto de análisis Abaqus/Standard o Abaqus/Explicit. El producto de análisis realiza el análisis, envía información a Abaqus/CAE para permitirle compilar el progreso del trabajo y genera una base de datos de salida. Por último, se utiliza el módulo de visualización de Abaqus/CAE (también licenciado por separado como Abaqus/Viewer) para leer la base de datos de salida y ver los resultados de su análisis.
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Modelo de elementos finitos h - Adaptivos en el análisis de cáscaras axisimétricas

Modelo de elementos finitos h - Adaptivos en el análisis de cáscaras axisimétricas

MODELOS DE ELEMENTOS FINITOS H-ADAPTIVOS EN EL ANALISIS DE CASCARAS AXIS/MÉTRICAS BACH: ASCENC/OS VASQUEZ MARCO POLO. 75.[r]

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Análisis por el método de los elementos finitos de un disco de freno con sistema de mordaza

Análisis por el método de los elementos finitos de un disco de freno con sistema de mordaza

Como se observa la figura 4.5 el modelo geométrico generado no incluye las aletas de refrigeración debido a la complejidad del modelo para este análisis, por lo que se tiene dos cuerpos separados, lo que dificulta la geometría al momento de importar en ANSYS, la solución es realizar un ensamble de los dos modelos independientes resultando una parte del disco frontal y otra posterior, esto permitirá que los modelos generados conserven su estado sólido que se requiere para este análisis. A continuación se muestra en la figura 4.6 la geometría final en 3D-Solido que se carga en el módulo CFX ANSYS.
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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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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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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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1 MÉTODOS APROXIMADOS DE SOLUCIÓN

1 MÉTODOS APROXIMADOS DE SOLUCIÓN

Usando elementos finitos obtenemos soluciones aproximadas, idealmente si incrementamos el número de elementos empleados en un análisis, la solución debería converger a la solución exacta del problema. Hasta ahora solo se ha requerido que de las funciones de aproximación sean integrables, pero esto no es suficiente para garantizar la convergencia. Notemos que los integrandos de las integrales de los métodos de residuos ponderados y de las integrales que provienen de principios variacionales deben ser constantes en el límite cuando el tamaño de los elementos tiende a cero. Esto es, a medida que el tamaño de los elementos disminuye estos integrandos deben tender a un valor constante sobre cada elemento.
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