prÁctica 1: introducciÓn al mÉtodo de los elementos
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CÁLCULO DE MÁQUINAS. 2007- 08
Área de Ingeniería Mecánica
PRÁCTICA 1:PRÁCTICA 1:
INTRODUCCIÓN AL MÉTODO DE LOS INTRODUCCIÓN AL MÉTODO DE LOS ELEMENTOS FINITOSELEMENTOS FINITOS
Álvarez Caldas, CarolinaÁlvarez Caldas, Carolina
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CONCEPTO DEL M.E.F.CONCEPTO DEL M.E.F.
∑ = iii bua
dxdu
Se resuelve el sistema complejo
Se discretiza el sistema continuo en elementos interconectados
Se especifica el comportamiento de cada elemento mediante un conjunto finito de parámetros
Se ensamblan los elementos
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CONCEPTOS GENERALES DEL M.E.F.CONCEPTOS GENERALES DEL M.E.F.
Dominio
Condiciones de contorno
Incógnitas Nodo
Valores en cualquier punto del elemento
dxduProblema
continuo
( )TTPTfinitoElementoΣ,,
:
Elemento
∑ = iii bua
Valores en los nodos
Funciones de interpolación
Grados de libertad
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El sistema “real” El modelo MEF
Un modelo MEF es la idealización matemática de un sistema físico.
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La información se transmite de elemento a elemento sólo a través de los nodos comunes.
Nodos separados aunquecoinciden en el espacio. Los elementos A y B no se “comunican”. Hay que “fundir” o “mezclar” los nodos
... . .
A B
. . .
. ..A B
. . .
1 nodo
2 nodos
Nodos comunes.Los elementos A y Bse “comunican” entre sí
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1. Selección del tipo de análisis2. Diseño del modelo
2.1. Dimensión2.2. Tipo de elemento y características2.3. Material
3. Creación de la geometría4. Mallado5. Aplicación de las condiciones de contorno6. Aplicación de las cargas, presiones…7. Resolución8. Visualización y análisis de resultados
TRABAJO CON UN SOFTWARE DE TRABAJO CON UN SOFTWARE DE E.FE.F..
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EL ENTORNO DE ANSYSEL ENTORNO DE ANSYS
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MANEJO BÁSICO DE FICHEROSMANEJO BÁSICO DE FICHEROS
Ficheros creados por ANSYS
*.err
*.log
*.db
*.dbb
*.rst
*esav
*.emat
*.tri
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EL ENTORNO DE ANSYSEL ENTORNO DE ANSYS
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EJEMPLO: VIGA DOBLEMENTE EMPOTRADAEJEMPLO: VIGA DOBLEMENTE EMPOTRADA
F=100Kp
F=100Kp
E=2,1E63,0=ν
10cm
10cm
1000cm
Izz=Iyy=171 cm4
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SELECCIÓN DEL TIPO DE ANÁLISIS Y DEL SELECCIÓN DEL TIPO DE ANÁLISIS Y DEL TIPO DE ELEMENTOTIPO DE ELEMENTO
Preferences Structural, Thermal, ANSYS Fluid…
Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete
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TIPOS DE ELEMENTOSTIPOS DE ELEMENTOS
( )TTPTfinitoElementoΣ,,
:
GDL estructurales
ROTZ
UYROTY
UXROTX
UZ
J
I
Structural Beam
2D, 3D
J
KL
I
Structural Shell
2D, 3D
L K
I J
Structural Solid
2D, 3D
K
I
L
J
P OM N
K
JI
L
J
L=K
I
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AYUDA: LIBRERÍA DE ELEMENTOSAYUDA: LIBRERÍA DE ELEMENTOS
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AYUDA: ELEMENTO DEL EJEMPLOAYUDA: ELEMENTO DEL EJEMPLO
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CONSTANTES REALESCONSTANTES REALES
A IBarra
Placaespesor
Volumen
-
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CONSTANTES REALESCONSTANTES REALES
Preprocessor Real Constants Add/Edit/Delete
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ELECCIÓN DEL MATERIALELECCIÓN DEL MATERIAL
Preprocessor Material Props Material Models
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GENERACIÓN DE LA GEOMETRÍA: PUNTOSGENERACIÓN DE LA GEOMETRÍA: PUNTOS
1 2
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GENERACIÓN DE LA GEOMETRÍA: LÍNEASGENERACIÓN DE LA GEOMETRÍA: LÍNEAS
1 2
Cursor:Seleccionar:Deseleccionar:
(Alternar: Botón dcho. Del ratón)
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OPCIONES DE VISUALIZACIÓNOPCIONES DE VISUALIZACIÓN
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OPCIONES DE VISUALIZACIÓNOPCIONES DE VISUALIZACIÓN
1 2L1
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OPCIONES DE VISUALIZACIÓNOPCIONES DE VISUALIZACIÓN
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ELIMINAR ENTIDADESELIMINAR ENTIDADES
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Área de Ingeniería MecánicaMALLADOMALLADO
Plot - Elements
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CONDICIONES DE CONTORNOCONDICIONES DE CONTORNO
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CONDICIONES DE CONTORNOCONDICIONES DE CONTORNO
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APLICACIÓN DE FUERZASAPLICACIÓN DE FUERZAS
-1000
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RESOLUCIÓNRESOLUCIÓN
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VISUALIZACIÓN DE RESULTADOSVISUALIZACIÓN DE RESULTADOS
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VISUALIZACIÓN DE RESULTADOSVISUALIZACIÓN DE RESULTADOS
UY
TENSIÓN VM
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VISUALIZACIÓN DE RESULTADOSVISUALIZACIÓN DE RESULTADOS
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VISUALIZACIÓN DE RESULTADOSVISUALIZACIÓN DE RESULTADOSUY
TENSIÓN VM
PRINT U NODAL SOLUTION PER NODE
***** POST1 NODAL DOF LISTING *****
LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0
THE FOLLOWING DOF RESULTS ARE IN GC
NODE UY 1 0.0000 2 0.0000 3 -1.5084 4 -5.1054 5 -9.3985 6 -12.995 7 -14.504 8 -12.995 9 -9.3985
10 -5.1054 11 -1.5084
MAXIMUM ABSOLUTE VALUESNODE 7
VALUE -14.504
PRINT S NODAL SOLUTION PER NODE
***** POST1 NODAL STRESS LISTING ***** PowerGraphics Is Currently Enabled
LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0
NODAL RESULTS ARE FOR MATERIAL 1
NODE S1 S2 S3 SINT SEQV
MINIMUM VALUESNODE 1 1 1 1 1VALUE 0.10000E+32 0.10000E+32 0.10000E+32 0.10000E+32 0.10000E+32
MAXIMUM VALUESNODE 1 1 1 1 1VALUE -0.10000E+32-0.10000E+32-0.10000E+32-0.10000E+32-0.10000E+32
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EJERCICIOEJERCICIO
F=100Kp E=2,1E63,0=ν
10cm
10cm
1000cmF=100Kp
Izz=Iyy=171 cm4
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