METODO DE ELEMENTO FINITO

El método de los elementos finitos, es un procedimiento que puede ser usado para analizar
estructuras y diferentes sistemas es ampliamente aplicado para resolver problemas que cubren
casi todo el espectro de análisis en ingeniería Sus aplicaciones comunes, incluyen el
comportamiento de sistemas estáticos, dinámicos y térmicos.
El método de elementos finitos considera la estructura como elensamble de un número finito
de partículas pequeñas. El comportamiento de las partículas, es obtenida por la formulación de
un sistema algebraico de ecuaciones que puede ser solucionado por medio de una computadora.
Las partículas de tamaño finito, son llamadas elementos finitos. Los puntos donde los
elementos finitos son interconectados, son conocidos como nodos, y el procedimiento deselección de nodos es llamado modelización,
Los pasos 1, 2, 4, 5 y 7 requieren decisiones realizadas por el usuario del programa de
elementos finitos. El resto de los pasos son realizados por el programa de computadora.

Pasos para el Análisis de Elementos Finitos
1. Discretización o modelado de la estructura: La estructura es dividida en una cantidad
finita de elementos, con ayuda de unpreprocesador.
2. Definir las propiedades del elemento: En este paso el usuario debe definir las propiedades
del elemento.(material del que está hecho, formas etc.).
3. Ensamblar las matrices de rigidez de los elementos: La matriz de rigidez del elemento se
refiere a los desplazamientos nodales al ser aplicadas fuerzas en los nodos
(K*F = U).
4. Aplicación de las cargas: Fuerzas externas concentradaso fuerzas uniformes y momentos
son especificados en este paso.
5. Definir las condiciones de frontera: Las condiciones de apoyo deben ser dadas, por
ejemplo, si el desplazamiento de ciertos nodos es conocido.
6. Solucionar el sistema de ecuaciones algebraicas lineales: de lo anterior se obtiene, un
sistema de ecuaciones algebraicas simultáneas, donde los desplazamientos nodales sondesconocidos.
7. Calcular los esfuerzos: El usuario puede calcular los esfuerzos, reacciones, deformaciones u
otra información relevante. El post-procesador ayuda a visualizar la salida en forma gráfica.

FUNDAMENTOS DE LA MODELIZACIÓN DE ELEMENTOS FINITOS.

El objetivo del MEF es determinar de forma precisa la respuesta de un sistema modelado con
una cantidad finita de elementos y sujeto a unascargas determinadas.
El método de elementos finitos no genera una solución ‘exacta’. Sin embargo, con un modelo
adecuado, se puede obtener una solución precisa.
El tipo y la complejidad del modelo dependen sobre todo del tipo de resultados requeridos.
Como regla general, un modelo de elementos finitos puede empezar con un modelo simple. Los
resultados de este modelo sencillo, combinados conla comprensión del comportamiento del
sistema, puede ayudar a decidir si es necesario refinar el modelo y en que parte del mismo.

Tipos de Elementos Finitos
Dependiendo la dimensión, los elementos básicos se pueden dividir en tres categorías: elemento
de línea, área y volumen. Truss, beam y los elementos de restricción, son de línea. Plane stress,
plain strain, axisymmetric, membrane,plate y shell son elementos de área. Solid ó brick,
tetrahedral y hexahedral son elementos de volumen.

Elementos ‘Truss’
El elemento truss, es un elemento que solo puede comportarse como un miembro sometido a
dos fuerzas (se sabe por tanto que estas cargas deben estar dirigidas a lo largo del eje
longitudinal del elemento).
Requerimientos:
-Su longitud es mucho mayor que su alto o ancho(entre 8 y 10 veces);
- Esta es conectada con el resto de la estructura con pasadores que no transfieren
“Y”

momentos.

-Las cargas externas solo son aplicadas en el extremo de los elementos, y son paralelas al
mismo (Carga Axial).
Los elementos Truss solo pueden ser sometidos a tracción o compresión.
Un elemento truss tridimensional posee tres grados de libertad por nodo, esto es tres...