diseño de una cercha
Páginas: 8 (1902 palabras)
Publicado: 10 de octubre de 2014
DISEÑO DE UNA CERCHA
1. INTRODUCCION:
El presente trabajo consiste en el diseño de una cercha de por lo menos 15 nodos y su posterior calculo de reacciones en sus apoyos, deformaciones de sus elementos y esfuerzos de los mismos, por medio de los conocimientos adquiridos en la materia de elementos finitos y su aplicación mostrado en la ejecución del ejercicio en un programa computacional decálculo automático, donde se verá el entendimiento mediante la correcta introducción de datos y su interpretación.
Los programas computacionales aplicados serán mathcad, autocad y Excel, utilizando un programa que enlaza los tres anteriores concluyendo en uno solo.
2. ANTECEDENTES:
El método de los elementos finitos tiene sus inicios en el año 1941, donde Hrenikoff presento una solucióndel problema de elasticidad usando el método llamado “frame work”, en 1943 aparece Courant con trabajos realizados en interpolaciones lineales basado en subregiones triangulares para modelar problemas de torsión, después a mediados de los 50s aparecer Turner desarrollando matrices de rigidez para la solución de problemas de elasticidad en barras y vigas, entre otros elementos; con grandes logros ysiguiendo los pasos de Turnes se elaboro el primer código de importancia para el análisis de elementos finitos, llamado NASTRAN y fue usando en la industria aeroespacial aunque también tuvo aplicaciones en aéreas de la ingeniería civil como el análisis de estructuras; pero no fue hasta 1960 cuando Clough utilizo por primera vez el termino elementos finitos y en 1967 fue publicado el primer libro deelemento finito por Zienkiewicz y Chung.
El campo de trabajo de esta herramienta es en el análisis de esfuerzos y deformaciones de automóviles, aeronaves, edificios y estructuras, al igual que tiene campos de estudio en mecánica de fluidos, flujo magnético, pruebas en prototipos.
Con los grandes avances tecnológicos que se han logrado en el área de la computación y sobre todo en los sistemas dediseño asistido por computadora, ahora es relativamente más fácil la modelación de prototipos en los cuales podemos tener geometrías y superficies complicadas e irregulares, aplicaciones de carga en forma específica para el estudio preciso de los esfuerzos internos y tener una modelación ajustada a los perfiles y estructuras que se emplean teniendo en consideración ciertas características como elcambio de secciones, estructuras huecas, con pared delgada y con características en secciones transversales muy especificas.
Para poder tener una solución aceptable tomando en consideración los aspectos mencionados anteriormente, al igual que las características de los materiales, es necesario la aplicación de métodos numéricos capaces de dar soluciones a ecuaciones ordinarias o parciales, parapoder establecer una ecuación analítica valida a lo largo de todo el elemento de estudio, y es por ello que para poder establecer parámetros específicos y precisos, se necesita la aplicación del método de elementos finitos.
3. OBJETIVOS:
3.1 Objetivo General
Realizar el cálculo de una estructura tipo cercha, mediante la aplicación de un programa computacional de elementos finitos.
3.2Objetivos específicos
Determinar los datos de la estructura que se asumirán para el problema.
Definir la geometría de la estructura bidimensional, mediante el parámetro de 15 nodos como mínimo.
Definir la ubicación de los apoyos en la estructura además del tipo de estructura sometida al análisis.
Determinar las dimensiones de cada elemento de la estructura.
Definir una numeración adecuada yentendible a cada nodo y elemento en la estructura.
Aplicar cargas sobre distintos nudos de la estructura, en el plano.
Cargar los datos al programa computacional MATHCAD y hacer correr el mismo.
Dibujar la estructura mediante el programa computacional, llamándolo desde AUTOCAD.
Dibujar la estructura deformada mediante el programa computacional, llamando en AUTOCAD.
4. MARCO TEORICO:...
1. INTRODUCCION:
El presente trabajo consiste en el diseño de una cercha de por lo menos 15 nodos y su posterior calculo de reacciones en sus apoyos, deformaciones de sus elementos y esfuerzos de los mismos, por medio de los conocimientos adquiridos en la materia de elementos finitos y su aplicación mostrado en la ejecución del ejercicio en un programa computacional decálculo automático, donde se verá el entendimiento mediante la correcta introducción de datos y su interpretación.
Los programas computacionales aplicados serán mathcad, autocad y Excel, utilizando un programa que enlaza los tres anteriores concluyendo en uno solo.
2. ANTECEDENTES:
El método de los elementos finitos tiene sus inicios en el año 1941, donde Hrenikoff presento una solucióndel problema de elasticidad usando el método llamado “frame work”, en 1943 aparece Courant con trabajos realizados en interpolaciones lineales basado en subregiones triangulares para modelar problemas de torsión, después a mediados de los 50s aparecer Turner desarrollando matrices de rigidez para la solución de problemas de elasticidad en barras y vigas, entre otros elementos; con grandes logros ysiguiendo los pasos de Turnes se elaboro el primer código de importancia para el análisis de elementos finitos, llamado NASTRAN y fue usando en la industria aeroespacial aunque también tuvo aplicaciones en aéreas de la ingeniería civil como el análisis de estructuras; pero no fue hasta 1960 cuando Clough utilizo por primera vez el termino elementos finitos y en 1967 fue publicado el primer libro deelemento finito por Zienkiewicz y Chung.
El campo de trabajo de esta herramienta es en el análisis de esfuerzos y deformaciones de automóviles, aeronaves, edificios y estructuras, al igual que tiene campos de estudio en mecánica de fluidos, flujo magnético, pruebas en prototipos.
Con los grandes avances tecnológicos que se han logrado en el área de la computación y sobre todo en los sistemas dediseño asistido por computadora, ahora es relativamente más fácil la modelación de prototipos en los cuales podemos tener geometrías y superficies complicadas e irregulares, aplicaciones de carga en forma específica para el estudio preciso de los esfuerzos internos y tener una modelación ajustada a los perfiles y estructuras que se emplean teniendo en consideración ciertas características como elcambio de secciones, estructuras huecas, con pared delgada y con características en secciones transversales muy especificas.
Para poder tener una solución aceptable tomando en consideración los aspectos mencionados anteriormente, al igual que las características de los materiales, es necesario la aplicación de métodos numéricos capaces de dar soluciones a ecuaciones ordinarias o parciales, parapoder establecer una ecuación analítica valida a lo largo de todo el elemento de estudio, y es por ello que para poder establecer parámetros específicos y precisos, se necesita la aplicación del método de elementos finitos.
3. OBJETIVOS:
3.1 Objetivo General
Realizar el cálculo de una estructura tipo cercha, mediante la aplicación de un programa computacional de elementos finitos.
3.2Objetivos específicos
Determinar los datos de la estructura que se asumirán para el problema.
Definir la geometría de la estructura bidimensional, mediante el parámetro de 15 nodos como mínimo.
Definir la ubicación de los apoyos en la estructura además del tipo de estructura sometida al análisis.
Determinar las dimensiones de cada elemento de la estructura.
Definir una numeración adecuada yentendible a cada nodo y elemento en la estructura.
Aplicar cargas sobre distintos nudos de la estructura, en el plano.
Cargar los datos al programa computacional MATHCAD y hacer correr el mismo.
Dibujar la estructura mediante el programa computacional, llamándolo desde AUTOCAD.
Dibujar la estructura deformada mediante el programa computacional, llamando en AUTOCAD.
4. MARCO TEORICO:...
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