Análisis por elementos finitos

Análisis por elementos finitos

1. ¿Qué es un elemento finito?

   • Un elemento finito “e” viene definido por sus nodos (i,j,m) y por su contorno formado por líneas que los unen.
   • “Finitos” porque no son infinitesimalmente pequeños

2. ¿Qué es un nodo (dentro de un cuerpo discretizado)?

   • Son los puntos de unión de cada elemento con sus adyacentes.
   • Un número finito de partes, “elementos”, cuyo comportamiento se especifica mediante un número finito de parámetros asociados denominados “nodos”.

3. ¿Qué es una malla?

   • Proceso de individualización, divide la geometría en entidades relativamente pequeñas y de formas simples

4. ¿Qué métodos o procesos de mallado(discretización) de un cuerpo existen?

   • Métodos de generación de malla estructurada
     • Algebraicos, Basados en EDPs, Superposición-deformación de retícula, Crecimiento estructurado
   • Métodos de generación de malla no estructurada:
   • Inserción de nodos y posterior conexión
     • Delaunay
   • Generación simultánea de nodos y conectividad
     • Frente de avance
   • Métodos Multibloque

5. ¿Qué es el análisis de elementos finitos (FEA)?

   • Modelado de productos y sistemas en un entorno virtual, con el objetivo de encontrar y resolver posibles problemas estructurales o de rendimiento
     • Es la aplicación práctica del (FEM)

6. ¿Qué es el método de elementos finitos (FEM)?

   • Técnica numérica para la resolución de problemas que involucran ecuaciones en derivadas parciales y modelar matemáticamente complejos problemas estructurales, de fluidos y multifísica.

7. ¿Qué ventajas y desventajas presenta con respecto a otros métodos numéricos?

   • Manejo del comportamiento de materiales bajo distintas circunstancias; probar más variantes en menos tiempo; reduce los prototipos costosos y tiempo de salida
   • El usuario tenga profundos conocimientos de mecánica de materiales, métodos numéricos, modelado 3D y calculo; pueden requerirse grandes recursos de cómputo; generan un costo de inversión en hardware; costo de las licencias del software

8. ¿Cuál es el proceso general para realizar un análisis por elemento finito?

   • 1. Pre-procesamiento: definir el modelo de elementos finitos y los factores ambientales que influyen en él.
     • 2. Solución del análisis: solucionar el modelo de elementos finitos.
       • 3. Post-procesamiento de resultados usando herramientas de visualización.

9. ¿Qué tipos de estudio permite realizar solidworks a partir de análisis de elemento finito?

   • Estáticos, de pandeo, de frecuencia, térmicos, de choque, de optimización, de fatiga, estudios no lineales y dinámicos

10. ¿En qué consiste el estudio estático?

    • Proporcionan herramientas para el análisis de tensión lineal de piezas y ensamblajes con cargas estáticas

11. Referencias

    • González, O., & López, A. (2020). Introducción al método del elemento finito: Solidworks y Matlab. IDEAS EN CIENCIA DE LA INGENIERIA, 1(1), 27-47. https://hemeroteca.uaemex.mx/index.php/ideasingenieria/article/download/14589/10991/
    • ASTM Standard F394-78, STM Annual Book of Standards, Vol.15.02, Sección 16. American Society for Testing and Materials, Philadelphia, PA, 1996, pp. 466- 490.
    • Structural Research and Analysis Corporation, CosmosWorks Designer Training Manual. 2005.

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