ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

Facultad de Ingeniería Mecánica

Diseño de Elementos Finitos

Ing. Luis Ricardo Soto MSc.

Tipos de Elementos

Dependiendo de la geometría de la pieza, se puede realizar un modelo con distintos tipos de elementos:Elementos linealesElementos superficialesElementos volumétricos

Criterios de Mallado

La malla básicamente puede ser:Fina (Fine)Gruesa (Coarse) Intermedia

Viga empotrada - Problema

Se aplica una fuerza de 160 kN, como se muestra en la figura, en el extremo de una viga de acero laminada W200x52. Ignore el efecto de los fileteados y concentradores de esfuerzos y determine si los esfuerzos normales en la viga satisfacen una especificación de diseño menor o igual 150 Mpa en la Sección A-A’.

Viga empotrada - Solución

Viga empotrada - Solución

Elementos Finitos - Viga

Elementos Finitos - Placa

Elementos Finitos - Sólidos

Convergencia de la solución

Por lo general, no existirá mucho cambio en la solución directa de las ecuaciones (por ejemplo, desplazamientos) para los distintos tamaños de malla.

Se verá que las respuestas del método numérico (como esfuerzos) convergen a la solución exacta cuando la malla es más fina.

Convergencia de la solución

Realizar un análisis 2-D usando elementos de esfuerzos en el plano usando diferentes mallas de 200, 400, 800, 1600 y 3200 elementos.

Convergencia de la solución

Espesor = 1.0” Material: "Stainless Steel (AISI 302) Cold-rolled"

Solución Manual

D 1.5 inh=r 0.45 in2h/D 0.6Kt 1.42F 1500 lbσ0=F/(D-2h)*t 2500 psiσmax=Kt*σ0 3550psi

Densidad de la Malla = 200

Densidad de la Malla = 400

Densidad de la Malla = 800

Densidad de la Malla = 1600

Densidad de la Malla = 3200

Resultados

Muchas Gracias