Elementos Finitos
Páginas: 7 (1591 palabras)
Publicado: 5 de noviembre de 2012
Universidad de Santiago de Chile
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingeniería Mecánica
DISEÑO COMPUTARIZADO
Laboratorio 3:
“Método de elementos finitos”
ALUMNO: FREDY HERNÁNDEZ MARDONES
PROFESOR: CLAUDIO GARCIA HERRERA
AYUDANTES: RODRIGO HERNÁNDEZ
JOSE MIGUEL UGALDE
FECHA: 5 DE NOVIEMBRE DEL 2012
Índice
Resumen 3
Presentación de los resultados 4
Análisis numérico 4Flexión 4
Tracción 5
Torsión 6
Conjunto 7
Análisis Analítico 8
Esfuerzo máximo Flexión 8
Esfuerzo máximo Torsión: 9
Discusión, conclusiones de los resultados y observaciones personales 10
Bibliografía 11
Resumen
En el presente informe se presentara los resultados obtenidos de la modelación mediante elementos finitos, correspondiente a un sólido sometido a flexión, traccióny torsión.
Para el modelamiento se utilizo el software 3D Ansys 14. El cual es un software de simulación ingenieril, el cual se rige bajo la teoría de los elementos finitos para estructuras y volúmenes finitos para fluidos. ANSYS está dividido en tres herramientas principales llamados módulos, llamadas pre-procesador (creación de geometría y mallado), procesador (aplicación de cargas yobtención de resultados) y post-procesador (visualización y listado de resultados).
De este modelamiento se analiza el comportamiento del sólido siendo sometido tanto a flexión, tracción y torsión así como a las tres cargas en conjunto, variando los diferentes radios y diámetros de los distintos concentradores de esfuerzos, para de esta manera presentar como afectan estas variaciones en los esfuerzosmáximos de este elemento.
Finalmente de manera analítica se corrobora para una fuerza en particular el valor de esfuerzo máximo obtenido para cada tipo de carga en cuestión.
A continuación se presenta los resultados obtenidos de este laboratorio.
Presentación de los resultados
Análisis numérico
Flexión
La flexión en este problema se presenta por la fuerza ejercida de 15kN endirección y negativa a 227 mm desde la base del sólido en cuestión, lo cual se observa en la siguiente figura:
Según lo obtenido se observo que donde se concentran los esfuerzos es en la zona donde existe un radio de curvatura más cercano a la parte empotrada del sólido, por lo cual este será el parámetro a modificar denominado en el software Ansys como “RadioCercano”
Radio cercano R1 (mm) | EsfuerzoMáximo (Mpa) |
1 | 497.89 |
2 | 448.7 |
3 | 358.63 |
4 | 315.34 |
5 | 301.01 |
6 | 298.39 |
7 | 302.00 |
9 | 301.64 |
Tracción
Bajo la misma estructura señalada anteriormente la tracción en este problema se presenta por la fuerza ejercida de 20kN en dirección z positivo a 250 mm desde la base del sólido en cuestión, lo cual se observa en la siguiente figura:
Según loobservado según el comportamiento bajo las condiciones iniciales del problema, se aprecia como el mayor esfuerzo era presentado en la zona donde se encuentra la perforación, por lo cual este fue el parámetro a variar, obteniendo los siguientes resultados.
Diámetro (mm) | Esfuerzo Máximo (Mpa) |
1 | 101.03 |
3 | 97.436 |
5 | 110.24 |
7 | 109.11 |
9 | 114.47 |
11 | 134.61 |
13 | 160.89|
15 | 193.86 |
Torsión
En el caso de la torsión, esta era generada por los 230 Nm con respecto al eje z positivo a 250 mm de la base del solido:
En esta sección, nuevamente se observo como en la perforación se generaban los mayores esfuerzos, por lo cual variando el diámetro de este concentrador, se obtuvo lo siguiente:
Diámetro (mm) | Esfuerzo Máximo (Mpa) |
1 | 198.54 |
3 |194.96 |
5 | 174.06 |
7 | 185.06 |
9 | 191.16 |
11 | 216.31 |
13 | 247.0 |
15 | 280.7 |
Conjunto
Una vez realizado el análisis por separado, se analizo el comportamiento en conjunto de todas las fuerzas en cuestión, obteniendo lo siguiente:
Debido a que la modificación de cada parámetro era determinante en la posición del esfuerzo máximo, se hizo necesario el modificar cada...
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingeniería Mecánica
DISEÑO COMPUTARIZADO
Laboratorio 3:
“Método de elementos finitos”
ALUMNO: FREDY HERNÁNDEZ MARDONES
PROFESOR: CLAUDIO GARCIA HERRERA
AYUDANTES: RODRIGO HERNÁNDEZ
JOSE MIGUEL UGALDE
FECHA: 5 DE NOVIEMBRE DEL 2012
Índice
Resumen 3
Presentación de los resultados 4
Análisis numérico 4Flexión 4
Tracción 5
Torsión 6
Conjunto 7
Análisis Analítico 8
Esfuerzo máximo Flexión 8
Esfuerzo máximo Torsión: 9
Discusión, conclusiones de los resultados y observaciones personales 10
Bibliografía 11
Resumen
En el presente informe se presentara los resultados obtenidos de la modelación mediante elementos finitos, correspondiente a un sólido sometido a flexión, traccióny torsión.
Para el modelamiento se utilizo el software 3D Ansys 14. El cual es un software de simulación ingenieril, el cual se rige bajo la teoría de los elementos finitos para estructuras y volúmenes finitos para fluidos. ANSYS está dividido en tres herramientas principales llamados módulos, llamadas pre-procesador (creación de geometría y mallado), procesador (aplicación de cargas yobtención de resultados) y post-procesador (visualización y listado de resultados).
De este modelamiento se analiza el comportamiento del sólido siendo sometido tanto a flexión, tracción y torsión así como a las tres cargas en conjunto, variando los diferentes radios y diámetros de los distintos concentradores de esfuerzos, para de esta manera presentar como afectan estas variaciones en los esfuerzosmáximos de este elemento.
Finalmente de manera analítica se corrobora para una fuerza en particular el valor de esfuerzo máximo obtenido para cada tipo de carga en cuestión.
A continuación se presenta los resultados obtenidos de este laboratorio.
Presentación de los resultados
Análisis numérico
Flexión
La flexión en este problema se presenta por la fuerza ejercida de 15kN endirección y negativa a 227 mm desde la base del sólido en cuestión, lo cual se observa en la siguiente figura:
Según lo obtenido se observo que donde se concentran los esfuerzos es en la zona donde existe un radio de curvatura más cercano a la parte empotrada del sólido, por lo cual este será el parámetro a modificar denominado en el software Ansys como “RadioCercano”
Radio cercano R1 (mm) | EsfuerzoMáximo (Mpa) |
1 | 497.89 |
2 | 448.7 |
3 | 358.63 |
4 | 315.34 |
5 | 301.01 |
6 | 298.39 |
7 | 302.00 |
9 | 301.64 |
Tracción
Bajo la misma estructura señalada anteriormente la tracción en este problema se presenta por la fuerza ejercida de 20kN en dirección z positivo a 250 mm desde la base del sólido en cuestión, lo cual se observa en la siguiente figura:
Según loobservado según el comportamiento bajo las condiciones iniciales del problema, se aprecia como el mayor esfuerzo era presentado en la zona donde se encuentra la perforación, por lo cual este fue el parámetro a variar, obteniendo los siguientes resultados.
Diámetro (mm) | Esfuerzo Máximo (Mpa) |
1 | 101.03 |
3 | 97.436 |
5 | 110.24 |
7 | 109.11 |
9 | 114.47 |
11 | 134.61 |
13 | 160.89|
15 | 193.86 |
Torsión
En el caso de la torsión, esta era generada por los 230 Nm con respecto al eje z positivo a 250 mm de la base del solido:
En esta sección, nuevamente se observo como en la perforación se generaban los mayores esfuerzos, por lo cual variando el diámetro de este concentrador, se obtuvo lo siguiente:
Diámetro (mm) | Esfuerzo Máximo (Mpa) |
1 | 198.54 |
3 |194.96 |
5 | 174.06 |
7 | 185.06 |
9 | 191.16 |
11 | 216.31 |
13 | 247.0 |
15 | 280.7 |
Conjunto
Una vez realizado el análisis por separado, se analizo el comportamiento en conjunto de todas las fuerzas en cuestión, obteniendo lo siguiente:
Debido a que la modificación de cada parámetro era determinante en la posición del esfuerzo máximo, se hizo necesario el modificar cada...
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