Diseño Basado en Elementos Finitos

Diseño Basado en Elementos Finitos

1. BRAYAN CASTILLO GRUPO Curso 218031_7_Diseño Basado en Elementos Finitos

2. El Metodo de Elementos Finitos es un metodo numerico que permite resolver escuaciones diferenciales relacionadas con el comportamiento de la geometria de un cuerpo, cuando este interactua con diversas fuerzas.

   • El metodo consiste en discretizar o enmallar la geometria de un cuerpo en un grupo finito de elementos geometricos mas pequeños que lo representen.
     • Nota: intelligy.teachable.com. (2023). Tipos de Mallado en Solidworks (Fotografia)

3. El Analisis de Elementos Finitos se divide en 3 Etapas

   • Pre-Procesamiento
     • En esta etapa se determinan las fuerzas que van a actuar sobre el objeto, se determinan las restricciones que tendra su geometria y se escoje el tipo de mallado que llavara
       • Para determinar los parametros mencionados se deben conocer las hipotesis y leyes de la mecanica de los materiales tales como:
         • Hipotesis 1
           • Se establece el modelo del problema y luego se hacen supociciones acerca de las cargas aplicadas, elementos y los apoyos (reacciones).
         • Hipotesis 2
           • Se infiere que todos los materiales se comportan perfectamente elasticos al aplicarles una fuerza "Ley de Hooke"
             • Ley de Hooke
               • La ley de Hooke nos dice que la deformacion de un material es proporcional a los esfuerxos aplicados mientras no se supere su limite elastico.
                 • Nota: Córdoba, A. (2020, 16 de junio). Introducción al Método de Elementos Finitos [video]. CIDESI-CONACYT. Youtube
         • Hipotesis 3
           • Nos dice que los Materiales son iguales en cualquier punto y sus propiedades son iguales en cualquier lugar.
             • Clasificacion de los Materiales segun sus Caracteristicas
               • 1. Homogeneos
               • 2 Heterogeneos
               • 3. Isotropicos
               • 4. Anisotropicos
               • 5. Ortotropicos
         • Hipotesis 4
           • Linealidad Geometrica: Los dezplasamientos son pequeños en comparacion con las dimensiones de la extructura.
             • Principios relacionados
               • 2. Principio de Rigidez relativo a los sistemas elasticos
               • 1. Principio de Superposicion de Efectos
               • 3. Principio de Saint-Vennat
         • Hipotesis de Navier
           • Cuando se le aplica una flexion pura a una objeto habra una seccion que no experimente variacion alguna en su geometrica.
           • Las tensiones aplicadas al resto del cuerpo seran proporcionales a la distancia que tengan respecto de la seccion que no vario.
           • Nota: Rosete Fonseca, J. C. Díaz de León Santiago, V. M. & Levi González Ajuech, V. (2018). Mecánica de materiales: teoría y aplicaciones (Fotografia)
       • Tipos de Mallado
         • Nota: Córdoba, A. (2020, 16 de junio). Introducción al Método de Elementos Finitos [video]. CIDESI-CONACYT. Youtube
       • Tipos de Elementos
         • Nota: Córdoba, A. (2020, 16 de junio). Introducción al Método de Elementos Finitos [video]. CIDESI-CONACYT. Youtube
       • Tipos de Analisis
         • Analisi Dinamico
           • El analisis dinamico comprende el estudio de los efectos que producen ciertas cargas sobre un objeto mientras este permanece en movimiento.
         • Analisis Estatico
           • El analisis estatico comprende el estudio de los efectos que producen ciertas cargas sobre un objeto mientras este permanece quieto o estatico.
     • Nota: Córdoba, A. (2020, 16 de junio). Introducción al Método de Elementos Finitos [video]. CIDESI-CONACYT. Youtube
   • Procesamiento o Solucion
     • Esta etapa consiste en el analisis y solucion de las ecuaciones que describen los desplazamientos de la geometria del objeto (Nodos). Esta etapa se realiza internamente por los software especializados.
       • Nota: Córdoba, A. (2020, 16 de junio). Introducción al Método de Elementos Finitos [video]. CIDESI-CONACYT. Youtube
   • Pos-Procesamiento
     • En esta seccion se analizan los resultados de las ecuaciones para encontar:
       • 1. Deformaciones
       • 2. Esfuerzos
       • 3. Frecuencias Naturales
       • 4. Formas nodales
       • 5. etc.

4. Consideraciones antes de realizar una analisis de elementos finitos

   • 1. Cual es el objetivo del Analisis
     • Deformaciones, Esfuerzos, Temperatura, Frecuencias...etc
       • Nota: Córdoba, A. (2020, 16 de junio). Introducción al Método de Elementos Finitos [video]. CIDESI-CONACYT. Youtube.
   • 2. ¿Se puede simplificar la extructura del modelo?
     • Eliminar del analisis a los elementos no extructurales, chaflanes, redondeos y demas geometrias...
       • Nota: Córdoba, A. (2020, 16 de junio). Introducción al Método de Elementos Finitos [video]. CIDESI-CONACYT. Youtube.
     • Si los objetos son simetricos o comprenden un matriz, se puede trabajar con una seccion de estos solamente.
       • Nota: Córdoba, A. (2020, 16 de junio). Introducción al Método de Elementos Finitos [video]. CIDESI-CONACYT. Youtube
   • 3. Identificar que Cargas son mas relevantes para el analisis y omitir el resto
     • Nota: Córdoba, A. (2020, 16 de junio). Introducción al Método de Elementos Finitos [video]. CIDESI-CONACYT. Youtube
   • 4. Que condiciones de frontera son relevantes.
     • Colocar las restricciones en el movimiento del objeto correctamente hasta alcanzar la condicion de equilibrio.
       • Nota: Córdoba, A. (2020, 16 de junio). Introducción al Método de Elementos Finitos [video]. CIDESI-CONACYT. Youtube
   • 5. Conocer los elementos que se esperan obtener
     • Se debe investigar el fenomeno para hacerce una idea aproximada de los resultados que se puedan obtener.
       • Nota: Córdoba, A. (2020, 16 de junio). Introducción al Método de Elementos Finitos [video]. CIDESI-CONACYT. Youtube

5. REFERENT

6. REFERENTES DE CONSULTA

   • Rosete Fonseca, J. C. Díaz de León Santiago, V. M. & Levi González Ajuech, V. (2018). Mecánica de materiales: teoría y aplicaciones (pp. 18-23). Grupo Editorial Patria. https://elibronet.bibliotecavirtual.unad.edu.co/es/ereader/unad/40533?page=18
   • Goodno, B. J. & Gere, J. M. (2016). Capítulo 1. Esfuerzo normal y deformación unitaria normal. Mecánica de Materiales (pp. 27-31). Cengage Learning. https://elibronet.bibliotecavirtual.unad.edu.co/es/ereader/unad/93273?page=48
   • Córdoba, A. (2020, 16 de junio). Introducción al Método de Elementos Finitos [video]. CIDESI-CONACYT. Youtube. https://www.youtube.com/live/3Wuy4Os13mY?feature=share
   • Ingenieria Avanzada Ecuador. (2020, 4 de octubre). ¿Por qué usar el método de Elementos Finitos? [video]. Youtube. https://youtu.be/53D8OuTiIl0

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