Un acercamiento al método de modelación por elementos finitos para la Educación Técnica y Profesional (página 2)

A continuación damos un resumen de estos
pasos descompuestos en operaciones
simples con breves explicaciones acerca de los datos principales
que es necesario introducir en el programa.
Según el orden del software:

PRIMER BLOQUE(PREPROCESADOR):

• 1. Especificar título.

En el mismo se da el título al trabajo en
correspondencia con el tipo de elemento y características
geométricas.

• 2. Definir los parámetros
  geométricos.

En los mismos aparece la altura, el ancho, el largo, los
radios, etc. en mm.

• 3. Definir tipo de elemento.

Es necesario definir el tipo de elemento a calcular es
decir, viga, palca, etc.

• 4. Definir preferencias.

Es decir el tipo de método a
seguir por ejemplo estructural.

• 5. Definir constantes reales.

En este caso si es una placa plana se define el
espesor.

• 6. Definir las propiedades del
  material.

Entre las propiedades se encuentran si es
elástico o plástico,
módulo de Young, coeficiente de Poisson, etc.

• 7. Creación del esquema de la
  pieza.

En la misma se dan las coordenadas X,Y para el centrado
de la misma así como sus esquemas, etc.

• 8. Creación de áreas
  circulares.

Si hay radios de acuerdos o vaciados de forma circular
se grafican mediante esta opción.

• 9. Se sustraen las
  áreas.

Esto se aplica para eliminar del sólido las
partes vaciadas circulares.

• 10. Mallar las áreas.

Esto es definir el número de mallas en el
sólido, así como las áreas malladas
faltantes por vaciado, omisión, etc.

• 11. Aplicar las constantes de
  desplazamiento.

Es necesario definir las condiciones de frontera y la
posible simetría geométrica de este que
provocará los mismos resultados que en el análisis del modelo
total.

• 12. Aplicar las cargas externas que
  actúan y definir la naturaleza de las
  mismas.

SEGUNDO BLOQUE(SOLUCIÓN):

• 13. Añadir los criterios de
  convergencia.

En este paso se aplicará la convergencia local a
dos puntos en el modelo donde se iniciará la
solución por el método de los elementos
finitos.

• 14. Solución.

En este paso se realiza la corrida del programa,
dependiendo su duración de la complejidad
geométrica de la pieza analizada, así como del tipo
y del número de cargas aplicadas.

TERCER BLOQUE (POSTPROCESADOR):

• 15. Lectura de los
  resultados.

Estos aparecen tabulados y su extensión depende
del número de nodos.

• 16. Análisis del modelo
  deformado.

A partir de los gráficos obtenidos de tensiones y
deformaciones en los diferentes ejes se realiza el
análisis e interpretación de los
resultados.

EJEMPLO:

Determinar los esfuerzos y los desplazamientos que
surgen en los ejes principales de la viga mostrada para la carga
q distribuida linealmente de forma transversal en el
extremo.

Conclusiones

• Actualmente no se está utilizando este
  método por parte de los docentes de esta disciplina en
  la ETP debido a dos aspectos generales (su complejidad
  matemática y desconocimiento de la existencia de estos
  software.

• Estos programas además de ser potentes
  herramientas de cálculo pueden ser utilizados como
  medios de enseñanza.

Bibliografía

• Alabama University. Finite Element
  Course.

• Daryl. A First Course of the Finite Element using
  Algor/Daryl y Logan/ 2001

• Melchor, Rodríguez Madrigal. Material del
  curso de postgrado Modelado y Análisis por Elementos
  Finitos. Ciudad de La Habana 2003.

• University of Aizu. Lecture, notes, Introduction to
  the Finite Element Method.

• Ynun. Liu. Introduction to Finite Element Method.
  University of Cincinati, 1998.

Autor:

MSc. Alberto Rojas González

Lic. Manuel Rodríguez
Martínez

Lic. Lianet Carreira Quintela

Lic. Orgen López
González

Diciembre del 2009