Elementos finitos

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PANAMA
FACULTAD DE INGENIERIA MECÁNICA
MAESTRÍA EN CIENCIAS DE ING. MECÁNICA

MECÁNICA DE MEDIOS CONTINUOS
SEMESTRAL

PROFESOR: Dimas Portillo

Ing. JAZAHEL ESPINOSA

PANAMA, 24 De JULIO DEL 2011.

Semestral de Mecánica de Medios Continuos

Una tubo de Bronce con sección transversal como la que se aprecia y un a longuitud de 2 m esta empotrado en uno desus extremos y se le aplican 2 pares de torción uno de 60 N.m y otro de 25 N.m ambos en la dirección ambos en la dirección de las manecillas del reloj calcule a)desplazamientos , b)deformaciones y c) esfuerzos que presenta el tubo.

Empleando el programa Inventor se resuelve el problema mediante elementos finitos
1) Se plantea la ecuaciones del sistema Sumatoria de Fuerzas que en estecaso son momentos, se emplean las relaciones esfuerzo deformación y las ecuaciones de compatibilidad para obtener un sistema de ecuaciones diferenciales que se deberán resolver.

Ecuaciones que gobiernan el sistema

Llamando al ángulo girado por unidad de longitud y suponiendo que el
desplazamiento axial de la sección transversal es función de las coordenadas de dicha
sección, se obtiene laexpresión de las componentes del desplazamiento:

Ecuación para el momento en términos de la coordenada normal

2. Se identifican las condiciones iniciales que como se trata de un tubo empotrado no habrá desplazamiento de ningún tipo en el lugar empotrado y la rotación será 0 y en el extremo libre el cortante y momento flector serán ambos 0. En el programa basta con colocar el tipo derestricción que se tiene que es fija.
3. Aplicación de fuerza externas para este caso son los momentos que se indican y se colocan en el programa.
4. se elige el mallado que en inventor es automático se empleó en su mayoría tetraedro para discretizar el dominio.
5. Se genera la solución mediante elementos finitos y se genera el reporte que arroja los siguientes resultados.

Stress Analysis ReportAnalyzed File: | parcial.ipt |
Autodesk Inventor Version: | 2012 (Build 160160000, 160) |
Creation Date: | 07/22/2011, 08:33 PM |
Simulation Author: | Jazahel |
Summary: | |

Project Info (iProperties)
Summary
Author | antonio |
Project
Part Number | parcial |
Designer | antonio |
Cost | B/. 0.00 |
Date Created | 07/22/2011 |
Status
Design Status | WorkInProgress |Physical
Material | Default |
Density | 1 g/cm^3 |
Mass | 1.56 kg |
Area | 737560 mm^2 |
Volume | 1560000 mm^3 |
Center of Gravity | x=15 mm
y=27 mm
z=-1000 mm |
Note: Physical values could be different from Physical values used by FEA reported below.

Simulation:1
General objective and settings:
Design Objective | Single Point |
Simulation Type | Static Analysis |
LastModification Date | 07/22/2011, 08:32 PM |
Detect and Eliminate Rigid Body Modes | No |

Advanced settings:
Avg. Element Size (fraction of model diameter) | 0.1 |
Min. Element Size (fraction of avg. size) | 0.2 |
Grading Factor | 1.5 |
Max. Turn Angle | 60 deg |
Create Curved Mesh Elements | Yes |
Material(s)
Name | Bronze, Soft Tin |
General | Mass Density | 8.874 g/cm^3 |
|Yield Strength | 128 MPa |
| Ultimate Tensile Strength | 275 MPa |
Stress | Young's Modulus | 109.6 GPa |
| Poisson's Ratio | 0.335 ul |
| Shear Modulus | 0 GPa |
Stress Thermal | Expansion Coefficient | 0.0000183 ul/c |
| Thermal Conductivity | 62 W/( m K ) |
| Specific Heat | 436 J/( kg c ) |
Part Name(s) | parcial |
Operating conditions
Moment:1
Load Type | Moment |Magnitude | 60000.000 N mm |
Vector X | 0.000 N mm |
Vector Y | 0.000 N mm |
* Selected Face(s)

Moment:2
Load Type | Moment |
Magnitude | 25000.000 N mm |
Vector X | 0.000 N mm |
Vector Y | 0.000 N mm |
Vector Z | 25000.000 N mm |
Selected Face(s)

Fixed Constraint:1
Constraint Type | Fixed Constraint |
Selected Face(s)

Fixed Constraint:2
Constraint Type | Fixed...