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ELEMENTOS FINITOS, TALLER 1, SEPTIEMBRE 2012

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Taller 1. Elementos Link y Beam
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Juan Carlos Jimenez, 234440
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Resumen—El documento muestra el analisis de algunos sistemas que se estudian en ingenier´a usando la herramienta
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Ansys. Se hace la comparacion de los resultados obtenidos con los metodos computacionales y los metodos anal´ticos.
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En primer lugar se modela unaviga en voladizo, el objetivo es hallar la deflexion y los diagramas de cortante y flector,
tanto de manera manual como con Ansys. Luego se soluciona una armadura, para esta se hallan reacciones, fuerzas
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en miembros y esfuerzos. A continuacion se estudian las deflexiones y los esfuerzos en una estructura debidos a su
propio peso. Por ultimo se analiza una viga compuesta de distintos materialesy varias secciones transversales.
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´
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Terminos Claves—Elementos Finitos, Link, Beam, Diagrama de Cortante, Diagrama de Flector, Deflexion.

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P RIMER P UNTO : V IGA EN VOLADIZO

cortantes. El elemento adecuado para modelar
este sistema es el Beam 3. Para seleccionarlo,
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en el menu de Ansys se sigue la siguiente ruta:

´
E realiza el an´ lisis de deflexion de una
a
viga envoladizo. En Ansys se modela el
sistema con elemento beam y se hallan los
P reprocessor
>
Element T ype
>
desplazamientos nodales, tambi´ n los diagrae
Add/Edit/Delete
mas de cortante y flector. Se hacen los c´ lculos
a
´
anal´ticos para hallar la deflexion m´ xima y se
ı
a
En la ventana que aparece se elige Beam y
dibujan a mano los diagramas. En la figura 1 se
muestra la viga aanalizar con sus respectivas 2D elastic 3, fig. 2, y se oprime ok .
cargas.

S

´
Fig. 2. Seleccion de tipo de elemento
Fig. 1. Viga en voladizo problema 1

Las constantes reales que se necesitan para
el modelo son:
NOTA: La longitud de la viga en 100 in
2
• A = 47.7 in
4
• I = 5170 in
• h = 25 in
1.1 Desplazamientos nodales
´
Donde A es el area transversal del perfil,
h su altura eI el momento de inercia con
Lo primero que se hace es definir el sistema y
sus caracter´sticas. Para el modelado en Ansys respecto al eje z . Se ingresan estas constantes.
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de esta viga se ejecutan los siguientes pasos:
P reprocessor
>
Real Constants
>
1.1.1 Tipo de Elemento, Constantes Reales y Add/Edit/Delete > Add
Propiedades del Material
Nos fijamos que el tipo de elemento selec´Una viga es un elemento sometido a flexion,
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cionado sea el correcto, para este caso solo hay
´
por tanto las cargas que actuan sobre esta
son principalmente momentos flectores y un beam, damos ok y aparece un cuadro donde
se ingresan las constantes, fig. 3. Despu´ s de
e
ingresarlas damos ok .
• Estudiante de Ingenier´a Mec´ nica, Universidad Nacional de
ı
a
Ahora se deben definir laspropiedades del
Colombia.
E-mail: jcjimenezm@unal.edu.co
material, para este caso un acero.
Texto desarrollado en Septiembre 23 del 2012

ELEMENTOS FINITOS, TALLER 1, SEPTIEMBRE 2012

P reprocessor > M odeling > Create >
Lines > Lines > Straight Line

Fig. 3. Constantes Reales
KP
1
2
3
4
5
6

x(in)
0
10
20
40
60
100

2

y (in)
0
0
0
0
0
0

TABLE 1
CoordenadasKP

P reprocessor > M aterial M odels

Se seleccionan los KP que componen cada
linea, fig. 6.

´
Fig. 6. Creacion L´neas
ı

1.1.3

Mallado

Para realizar el mallado se debe definir el
˜
tamano del elemento.

P reprocessor > M eshing > Size Cntrls >
Aparece la ventana donde se define el
M anual Size > Lines > All Lines
material y luego en la parte derecha de esta:
Structural >Linear > Elastic > Isotropic

En
la
ventana
se
especifica
en
SIZE element edge length, una longitud
de 0.1 in, fig. 7.

En la ventana que aparece ingresamos las
´
propiedades: E = 30 × 106 psi es el modulo
de Young y ν = 0.3 es la constante de Poisson,
Fig. 7. Longitud del elemento de mallado
fig. 4.
Luego se realiza el mallado.
Fig. 4. Propiedades Material
P reprocessor > M eshing...