tarea-n1-lab-mc (1)

7/17/2019 Tarea-N1-Lab-MC (1)

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Mecánica

ComputacionalAnálisis de una placa con

orifcio

Integrantes:

Luis Campos Joaquín Poblete

Proesor:

Jorge Hinojosa

Fecha:

06-10-2015

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Introducción

En este laboratorio, se analiara una pla!a re!tangular !on espesor !onstante

!on un agujero !ir!ular en su !entro" La pla!a es un material #e a!ero $51% !on

un m&#ulo #e elasti!i#a# #e 2'e6P() * un m&#ulo #e poisson #e 0"+"

e esto esperamos !ompren#er las #eorma!iones que ten#r. la pla!a !uan#o

agreguemos la uera que permitir. analiarla" Para obtener estos resulta#os,

ten#remos que /ariar el #i.metro #el agujero * la !anti#a# #e elementos #e la

malla" Estos pasos /ariaran asta que obtengamos un resulta#o"

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TeoríaEL esuero por tra!!i&n apli!a#o a una pla!a, a!ta uniormemente a lo largo

#e su se!!i&n trans/ersal, pero !uan#o tiene un agujero, este /aria, *a que

apare!e una !on!entra!i&n #e esuero ma*or alre#e#or #el agujero" El

esuero m.imo alre#e#or #el agujero se !al!ula así3

on#e

4t es el a!tor #e !on!entra!i&n #e esuerosm es el esuero me#io es el an!o #e la pla!a# el #i.metro #el agujerot el espesor #e la pla!a7 es la uera apli!a#a a la pla!a en tra!!i&nP es la presi&n apli!a#a en la pla!a

Este esuero me#io es3

Cal!ulo #e la uera

Enton!es, el esuero me#io es3

Enton!es, el /alor #el esuero m.imo es3

σmax=2,75∗106=3,0303 E06 psi

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AN! "or#$ench%$brimos el programa $8(9( :or;ben! * en la pantalla #e ini!io arrastramos

#es#e el sistema #e analisis (tati! (tru!tural <$8(9(= a!ia la pantalla #e

Proje!t (!emati!, #on#e apare!e un re!ua#ro que po#emos apre!iar a!ontinua!i&n" Cambiamos el nombre #el Pro*e!to por >Plate it a Hole?"

Ha!emos oble !li!; en la op!i&n Engineering ata para !ambiar las

propie#a#es #el material"

Creamos aquí un nue/o material llama#o >Cornellium?

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Luego nos #irijimos al re!ua#ro @oolbo #on#e #esgloamos la op!ion Linear

Elasti! * a!emos !li!; en )sotropi! Elati!it*, para #arle /alores #etermina#os a

nuestro material"

En la /entana #e las

Propie#a#es #e Contorno 7ila %3 Cornellium, estable!er las

uni#a#es #e m&#ulo el.sti!o a psi, ajustar la magnitu# a 2'EA6 * estable!er

la rela!i&n #e Poisson #e 0,+"

Luego #e estable!er las propie#a#es #el material que !reamos, /ol/emos a la

/entana in!ial, para #iseBar la geometría #el material" Ha!emos !li!; en eturn

to Pro*e!t"

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&eometría%Para analiar nuestro material, #ebemos estable!er que el an.lisis ser.

realia#o !on en 2 para obser/ar el !omportamiento #e la pla!a a #iseBar"

Ha!emos !li!; #ere!o * luego !li!;eamos en Propie#a#es para abrir el men

#e propie#a#es #e geometría" El tipo #e an.lisis por #ee!to #e $8(9( es en

+, pero estamos a!ien#o un problema #e #imensiones 2" Cambie el @ipo #e

$n.lisis #e + a 2"

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Luego #e esto a!emos #oble !li!; en la op!i&n #on#e se abrir.

el iseBo Do#eler"

'i$u(e la geometría )'ise*o Modeler+% 9a abierto el iseBo Do#eler, estable!emos las uni#a#es #e me#i#a !on las

!uales trabajaremos, en nuestro !aso nuestra uni#a# #e me#i#a ser.n las

Pulga#as"

Para !omenar a realiar nuestra geometría, a!emos !li!; en el eje #e la

brjula en la esquina inerior #ere!a #e la pantalla para /er el plano F9"

Luego nos /amos a las /entanas ubi!a#as al etremo iquier#o, obser/amos la

/entana @ree Gutline * a!emos !li!; en (;et!ing, para !omenar !on

bosquejo"

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entro #e la op!ion (;et!ing, obser/amos las #ierentes geometrias *

a!emos !li!; * #ibujamos un re!tangulo ini!ian#o el bosquejo #el

material en el plano 2"

Luego repetimos lo anteriormente realia#o, a!ien#o !li!; en el

#on#e !rearemos un !ir!ulo en uno #e los /rti!es #el re!t.ngulo !rea#oanteriormente"

$ntes #e terminar la geometría, #ebemos #esa!ernos #e las líneas

ssobrantes" En la /entana #e !ajas #e erramientas #ibujo, a!emos !li!; en

Do#iI!ar e!ortar"

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e!ortan#o los segmentos sobrantes, nuestra geometría #ebería que#ar algo

similar a la siguiente Igura"

'imensiones%$ora, tenemos que #imensionar el #ibujo a la espe!iI!a!i&n problema" En la

/entana #e !ajas #e erramientas #ibujo, a!emos !li!; en imensiones

Keneral"

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es#e esta /entana po#remos #eInir las #imensiones #e la geometría"

@enemos que espe!iI!ar la longitu# * la an!ura #el re!t.ngulo, * el ra#io #el

!ír!ulo"

Cambiamos el /alor #e H1 <para oriontal= a 5 pulga#as, el 2 <para /erti!al=

#imensi&n #e 2,5 pulga#as, * la + <por ra#io= #imensi&n a 0,25 pulga#as"

$ora tenemos la geometría espe!iI!a#a en el enun!ia#o #el problemaesboa#o en $8(9("

Crear una superfcie del #etch%En este paso #ebemos #eInirle a $8(9( qu tipo #e geometría estamos

mo#elan#o" Para este problema, /amos a !rear una superI!ie * #arle un

espesor" En la barra #e mens, sele!!ionamos Con!epto (uperI!ies #e

bo!etos" Para sele!!ionar el bo!eto, mira a la /entana #e esquema, * ampliar

plano F9 (;et! 1"

En el panel #e #etalles #e la /entana, sele!!ionamos Gbjetos #e base $pli!ar"

Luego #ebemos espe!iI!ar un grosor para nuestra geometría, le #aremos un

grosor #e 1"

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$ora bien, en la barra #e erramientas #e men, aga !li! en

lo que #eber. generar la geometría * su grosor espe!iI!a#o"

Cerramos la /entana #e iseBo Do#eler * estaríamos listos para generar la

malla a analiar en la geometría"

Malla%

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(ele!!ionamos las uni#a#es #e me#i#as !on las que trabajaremos, las !uales

#eben ser iguales a las uni#a#es #eIni#as que trabajos al #ibujar la geometría

<pulga#as="

Para !omenar el pro!eso #e !rea!i&n #e la malla, #ebemos a!er !li! en Des

en la /entana #e esquema" Con ello se abre la barra #e mens #e malla en la

barra #e men"

ebemos !ontrolar el tamaBo #e los elementos en la malla para este problema,

para lograr esto a!emos !li!; en Des Control <Dalla #e Control= (iing<imensionamiento="

$ora tenemos que elegir la geometría /amos a malla" $segrese #e que el

Iltro #e sele!!i&n #e !ara se sele!!iona a !ontinua!i&n, aga !li! en la a

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#e la geometría para sele!!ionarlo" En el etalles #e la /entana, aga !li! en

Keometría $pli!ar"

$ora, po#emos estable!er algunos #e los #etalles #e nuestra malla"

(ele!!ione Elemento @amaBo Por #ee!to, esto le permitir. !ambiar el tamaBo#el elemento" Elija el tamaBo #e los elementos a ser 0,05 in"

$pague el @amaBo #e un!iones a/ana#as en la /entana #e #etalles #e la

MmallaM" (i #ejamos el @amaBo #e un!iones a/ana#as en, $8(9( anular. el

#imensionamiento !ara apli!amos"

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,efnamiento de -orde%Para analiar el reInamiento #el bor#e #el agujero, #ebemos utiliar la op!i&n

#e eInement la !ual la en!ontramos en Des Control"

Esto abrir. el men eInamiento si los #etalles /entana #e /ista" Para

sele!!ionar el agujero !omo la geometría para el reInamiento, asegrese #e

que el bor#e #e sele!!i&n #e erramienta se sele!!iona #e la barra #e

erramientas #el men" $ora, sele!!ione el bor#e #el

agujero * luego aga !li! en Keometría $pli!ar"

En la /entana #e #atos, !ambie el par.metro #e eInamiento #e 1 a +, esto

nos #ar. la m.s Ina malla en el agujero que mejorar. la pre!isi&n #e la

simula!i&n"

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$ora que tenemos nuestra !onIgura!i&n #e malla, aga !li! en Dalla

Kenerar Dalla"

Esto !rear. la malla a nuestras espe!iI!a!iones" Haga !li! para mostrarlo"

ebe ser algo !omo esto3

Ntilian#o 5 elementos < un tamaBao #e 0,%5=

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Ntilian#o 10 elementos <un tamaBo #e 0,225=

Ntilian#o 20 elementos <un tamaBo #e 0,11+=

Ntilian#o +0 elementos <un tamaBo #e 0,0O5=

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Ntilian#o %0 elementos <un tamaBo #e 0,056=

Ntilian#o 50 elementos <un tamaBo #e 0,0%5=

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Luego #e /er !omo #e !omportaban los elementos #entro #e la pla!a, a esta le

apli!aremos una uera en orma #e presi&n" Para esto a!emos !li!; en Loa#s<ueras= * sele!!ionar pressure <presi&n=" Posteriormente sele!!ionamos el

/rti!e #ere!o #e la pla!a * a!er !li!; en apli!ar, mo#iI!ar Dagnitu# por

-1e6 Psi, el signo es #ebi#o a la #ire!!i&n"

$l aber e!o los pasos anteriores pro!e#emos a realiar la #eorma!i&n total

#e la pla!a"

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N.mero

de/lemento

s

Tama*o de/lementos 0in1

Concentración deesuer2os 0psi1

5 0,%5 2,+2'2E06

10 0,225 2,O'02E06

20 0,11+ 2,'+6%E06

+0 0,0O5 2,'6O'E06

%0 0,056 2,''+2E06

50 0,0%5 +,0106E06

60 0,0+O5 +,016'E06

O0 0,0+21% +,01'E060 0,02125 +,025'E06

'0 0,025 +,025+E06

100 0,0225 +,026'E06

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0 50 100 150 200 2500"0000EA00

5"0000EA05

1"0000EA06

1"5000EA06

2"0000EA06

2"5000EA06

+"0000EA06

+"5000EA06

/lementos 3s /suer2os

Conclusion

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Hemos po#i#o !on!luir que una pla!a sin agujero no se !omporta #e la misma

orma que una pla!a !on agujero, *a que al tener un agujero en su interior, el

esuero m.imo se pro#u!e alre#e#or #el agujero" @ambin po#emos obser/ar

que al ir aumentan#o la !anti#a# #e elementos a estu#iar, los /alores #el

esuero se /an asemejan#o al /alor #el esuero m.imo" Esto nos #i!e que a

ma*or nmero #e elementos #entro #e una malla, ma*or ser. la pre!isi&n #elresulta#o"

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