Ansys

Universidad Nacional de Colombia Departamento de Mecánica y Mecatrónica Aplicación de elementos finitos

Aplicaciones de elementos finitos Ing. Daniel Alfonso Garcia L.

Es un elemento caracterizado básicamente por:






Ser utilizado para representar estados de esfuerzo o deformación plana Representar comportamientos térmicos, magnéticos y eléctricos. Poder modelar problemas consimetría respecto a un eje
Aplicaciones de elementos finitos Ing. Daniel Alfonso Garcia L.



El elemento plane se puede disponer en dos diferentes configuraciones, una triangular o una cuadrilateral.





La configuración cuadrilateral es preferible por la isotropía geométrica y exactitud. En casos particulares se sugiere el uso de la configuración triangular.
Aplicaciones deelementos finitos Ing. Daniel Alfonso Garcia L.



Es muy importante la forma de los elementos 2D y por esto se clasifican en:
◦ Buenos ◦ Pobres ◦ Prohibidos



Los elementos pobres y en especial los prohibidos no debe ser usados.
Aplicaciones de elementos finitos Ing. Daniel Alfonso Garcia L.



Elementos buenos: Se caracteriza porque su proporción es cercana a la unidad y susángulos se encuentran a 90 grados para elementos cuadrilátero.



Elementos pobres: Estos elementos aunque pueden ser usados para solucionar modelos, debidos a su evidente distorsión pueden generar resultados inexactos.

Aplicaciones de elementos finitos Ing. Daniel Alfonso Garcia L.







Los elementos pobres pueden ser usados para casos con: Variaciones pequeñas de esfuerzos,flujos de calor, entre otros. Aéreas de la geometría de baja y ninguna importancia.



Elementos prohibidos: Estos elementos cuenta con una gran distorsión pueden generar matrices singulares invalidando el proceso de solución, debido a esto este tipo de elemento no debe ser utilizado.

Aplicaciones de elementos finitos Ing. Daniel Alfonso Garcia L.



Al usar diferentes tipos de elementospara generar la malla de una geometría, pueden generarse ciertos problemas. Para evitar estos se debe tener presente que ningún nodo puede estar desconectado de la malla
Aplicaciones de elementos finitos Ing. Daniel Alfonso Garcia L.





Agujeros, grietas y cambios localizados en la geometría son discontinuidades. Si es de interés el área cerca de estas discontinuidades se pueden usarmallas mas finas, combinación de diferentes tipos de elementos y/o refinamiento.
Aplicaciones de elementos finitos Ing. Daniel Alfonso Garcia L.





El refinamiento de malla es un proceso que se hace de manera local y/o global y busca mejorar la precisión de los resultados. El refinamiento es sencillamente aplicar una malla mas fina a la que se tiene en toda o parte de la geometría.Aplicaciones de elementos finitos Ing. Daniel Alfonso Garcia L.



Nodos
◦ i,j,k,l



Constantes reales
◦ Espesor (esfuerzo plano con espesor)



Grados de libertad
◦ U(x,y)

Aplicaciones de elementos finitos Ing. Daniel Alfonso Garcia L.



Propiedades del Material
◦ Modulo de Young ◦ Relación de Poisson ◦ Modulo de elasticidad por Cortante ◦ Expansión Térmica

Características especiales
◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ Plasticidad Fluencia Dilatación Stress Stiffening Grandes deflexiones Grandes deformaciones

Aplicaciones de elementos finitos Ing. Daniel Alfonso Garcia L.



Plane13: Es usado para modelos magnéticos, térmicos, eléctricos, piezoeléctricos y estructurales acoplados. Cuenta con un máximo de 4 grados de libertad en sus nodos.



Plane25: Es usadopara modelar estructuras axisimetricas con cargas noaxisimetricas. Cuenta con 3 grados de libertad U(x,y,z).

Aplicaciones de elementos finitos Ing. Daniel Alfonso Garcia L.



Plane35: Es un elemento con 6 nodos usado para modelos térmicos en estado estable o transitorio. Es compatible con el Plane 77.



Plane42: Es un elemento usado sencillamente para modelos de estructura...