armaduras estructurales












Materia:
CV5014.1 El Método de los Elementos Finitos y Estructurales


REPORTE 1

“Comparación de solución de armadura utilizando programas
Scilab 5.5.1 y GiB 12.0.3”



Elaborado por:
Contreras Landa Luis Antonio
A00818421



Profesor:













Monterrey, Nuevo León, Enero 30 de 2015.

INTRODUCCIÓN:

OBJETIVO:JUSTIFICACIÓN


Para llevar a cabo el proceso de solución de la armadura, la estructura lógica de un sistema para el análisis por elementos finitos consta de tres módulos: un módulo de preprocesamiento, un módulo de análisis y un módulo de postprocesamiento.

El preprocesamiento consiste en un programa ouna serie de programas cuyo objetivo es facilitar la captura de datos de un problema empleando una interfaz gráfica. Se dispone de programas que, exclusivamente, definen de la geometría de las mallas y propiedades del problema en forma directa, hasta programas que empleen todos los recursos de la tecnología de diseño ayudado por computadora.

El módulo de análisis es realmente el queencierra la metodología de los elementos finitos. Los módulos básicos consisten en programas para análisis estático de estructuras. Los módulos avanzados contienen programas para el análisis de comportamiento dinámico, comportamiento no lineal, análisis de pandeo, transferencia de calor, interacción fluido-estructura, etc.

Finalmente, el tercer módulo, el postprocesamiento, consiste de programasgráficos para el análisis de información generada en la etapa de análisis.



























DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA:


Resuelva la siguiente armadura considerando E=200 GPa y A=100mm2 para todas las barras. En el nudo E no se aplicará ninguna carga, por lo que es factible eliminar esos grados de libertad del sistema de ecuaciones mediante un manejoalgebraico apropiado. A éste proceso se le denomina condensación de esos grados de libertad. Desarrolle esta condensación y resuelva el sistema de ecuaciones resultante, comprobando que se obtienen los mismos resultados que con la estructura compleja.

La estructura tiene como apoyos uno fijo en la parte inferior izquierda (dos reacciones) y otro móvil en la inferior derecha (una reacción).El reporte de la armadura se dividirá en los partes; la primera en la que el apoyo móvil está horizontalmente apoyado y en la segunda parte, al apoyo se le da una inclinación de 30º respecto a la horizontal. Ambos planteamientos estarán resueltos tanto en Scilab 5.5.1 como en GiB 12.0.3 para su posterior comparación.




INSTRUCCIÓN: Obtener los desplazamientos nodales, las fuerzas en lasbarras y las fuerzas de reacción en los apoyos, empleando el método de rigideces matricial.



1.- ARMADURA RESUELTA EN SCILAB 5.5.1 CON APOYOS SOBRE SUPERCICIE HORIZONTAL.



//-----------PRE-PROCESAMIENTO-----------

//Datos
E=200000;
A=100;
coor1=[0 0; 6000 0];
coor2=[0 0; -2000 -7196];
coor3=[0 0; 3000 -5196];
coor4=[3000 -5196; 6000 0];
coor5=[6000 0; 8000 -7196];coor6=[3000 -5196; 8000 -7196];
coor7=[3000 -5196; -2000 -7196];

//Arreglos de destino
ad1=[1,2,3,4]';
ad2=[1,2,9,10]';
ad3=[1,2,5,6]';
ad4=[5,6,3,4]';
ad5=[3,4,7,8]';
ad6=[5,6,7,8]';
ad7=[5,6,9,10]';



//------------ANÁLISIS ESTRUCTURAL-----------


//Rigidez
k1=KBarra(E,A,coor1,2);
k2=KBarra(E,A,coor2,2);
k3=KBarra(E,A,coor3,2);
k4=KBarra(E,A,coor4,2);k5=KBarra(E,A,coor5,2);
k6=KBarra(E,A,coor6,2);
k7=KBarra(E,A,coor7,2);


Kest=zeros(10,10);
Kest=ensamblaK(Kest,k1,ad1);
Kest=ensamblaK(Kest,k2,ad2);
Kest=ensamblaK(Kest,k3,ad3);
Kest=ensamblaK(Kest,k4,ad4);
Kest=ensamblaK(Kest,k5,ad5);
Kest=ensamblaK(Kest,k6,ad6);
Kest=ensamblaK(Kest,k7,ad7);


//Solución
Fcon=[100000 0 100000 0 0 0 0]';
Ucon=[0 0 0]';

[Dtot,Ftot]=Sol_1(Kest,Fcon,Ucon)...