Universidad de Colima. Facultad de Ingeniera Mecnica y Elctrica Villaseor Elmo. Anlisis usando Elemento Finito y comparacin de resultados.

Anlisis usando Elemento Finito y comparacin de resultados.

Villaseor, Elmo.elmo.ocon@gmail.comUniversidad de Colima-FIME

Resumen-- En este reporte se muestra una breve introduccin, Mtodos aplicados, anlisis de resultados y conclusin.

ndice de Trminos Objetivo, Introduccin, Anlisis Elemento Finito, Mtodo secciones, Comparacin de resultados, Conclusin.

I.- Objetivo.El objetivo punto del reporte es lograr una comparativa entre el mtodo de Anlisis de Elemento Finito (AEF) va ANSYS y el mtodo de secciones, tomando en cuenta un problema base. II.- Introduccin.El mtodo de elemento finito a veces es referido como una tcnica computacional usada para obtener soluciones aproximadas en problemas. Dicho mtodo se basa en crear nodos los cuales comparten cierta informacin el uno con el otro, hablando computacionalmente cada nodo es representado mediante ecuaciones diferenciales o en matrices de rigidez, dichas soluciones se procesan matemticamente obteniendo respuesta tanto de esfuerzos, momentos, deformacin y desplazamiento.Antes de que existiera dicho anlisis computacional, haba distintos mtodos para resolver los problemas, aumentando la cantidad de tiempo requerido para llegar a una solucin, dichos mtodos son llamados por secciones, doble integracin, por nodos etc. En este reporte se resuelve un problema por el mtodo de secciones, separando por elementos y analizar los esfuerzos y momentos obteniendo resultados. [1]

III.- Anlisis de Elemento Finito (AEF)Dicho mtodo es realizado en computadora, en el cual se modela la estructura Warren (Prob.6.15 esttica) mostrada en la Fig.1.

Fig.1. Puente estructura Warren

Dicha estructura mostrada en la Figura 1 se somete al proceso en ANSYS MECHANICAL APDL, donde seleccionando una serie de condiciones y usando el elemento LINK 180 se realiza el dibujo de dicha armadura, se otorgan las condiciones de frontera y los valores requeridos, se soluciona obteniendo los siguientes valores mostrados en la Tabla 1.

Tabla 1. Valores ANSYS.BarraCon ANSYS (AEF) KIPS

A-B7.5

B-C7.5

C-E9

D-E8.57E-12

B-D9

A-C4.5

C-D0

IV.-Mtodo Seccin de Elementos.Mismo problema y misma figura mostrada en la Figura 1 son analizados y calculados a mano, usando sumatoria de fuerzas y se obtienen los siguientes resultados mostrados en la Tabla 2.

Tabla 2. Mtodo seccin de elementos.BarraMtodo secciones KIPS

A-B7.5

B-C7.5

C-E9

D-E0

B-D9

A-C4.5

C-D0

V.-Comparativa de Resultados.Ambos resultados son comparados y se puede observar que dichos son iguales en la mayora, sin embargo en el elemento D-E existe una diferencia, calculado a mano da 0 y con ANSYS llega a una aproximacin de un nmero pequeo, que se puede considerar como 0, esto es debido a que el programa usa una serie de iteraciones en las cuales va resolviendo y acumulando un cierto error, hasta alcanzar cierta tolerancia (e-12) el programa da por hecho que lleg a una solucin. Dichos resultados se muestran lado a lado en la Tabla 3.Tabla 3. Resultados GeneralesBarraCon ANSYS (AEF) KIPSMtodo secciones KIPS

A-B7.57.5

B-C7.57.5

C-E99

D-E8.57E-120

B-D99

A-C4.54.5

C-D00

VIII.-Conclusin.Tal y como se observa, los resultados son bastante aproximados (con tolerancia de e-12) y coincidieron con los resultados tericos. La gran ventaja es la cantidad de tiempo invertido en el anlisis de dicha estructura, con ANSYS y elemento finito es posible observar los desplazamientos, esfuerzos tanto grficamente como analticamente y en un corto tiempo en comparacin al mtodo tradicional, la confiabilidad es bastante buena sin embargo hay que otorgar los datos necesarios para llevar a cabo un proceso exitoso.

VIII.-Bibliografa.[1]Fundamentals of Finite Element Analysis By David V. Hutton.IX.-Autor.

E.V.OCN, Estudiante de la carrera de Ingeniero Mecnico Electricista, de la Universidad de Colima. Egresado del Bachillerato tcnico N 16 de la Universidad de Colima campus Villa de lvarez. Actualmente cursa el 7 semestre de la carrera de Ing. Mecnico Electricista. Su rea de inters es la energa renovable y termodinmica.1Protecciones elctricas-2014