Tutorial estructuras barras vigas 3D.pdf

7/25/2019 Tutorial estructuras barras vigas 3D.pdf

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TUTORIAL: CMO DISEAR ESTRUCTURAS DEBARRAS 3D CON EL SOLIDWORK

A. ARRANCAMOS EL SOLIDWORK

1. Creamos un nuevo documento.


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B. AJUSTAMOS LA BARRA DE HERRAMIENTAS

1. Clicando sobre la barra de herramientas superior dejamos visible la lista de opciones.

2. IMPORTANTE:Configuramos las unidades con las que vamos a trabajar.


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C. CREAMOS UN MODELO 3D(Creating the CAD Model (CAD, Computer-Aided Design))

Problema: Determinar las tensiones normales en cada barra

Datos:Material: Acero

Seccin transversal: 90 x 50 x 5.0 mm

Carga: 6KN Aplicada en el nodo A, positiva en el plano z-x

Coordenadas de los nodos en metros: A(5,4,3), B(0,2,3), C(5,0,0), D(5,0,6), E(0,0,3)

Restricciones: los apoyos E, D y C estn completamente restringidos

1. Diseo del croquis del modelo: El diseo de la estructura se realiza en el entorno del

Croquis 3D.

1- Opcin Croquis 2- Opcin Croquis 3D


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3- Aparece en el historial de operaciones el icono del croquis 3D

a) Dibujamos las lneas que definen la estructura.

b) Asignamos la longitud de las lneas. Existen dos procedimientos:

i. Establecer dimensiones mediantecotas inteligentes. Esta opcin nos permite cambiar lasdimensiones de la estructura.

ii. Establecer dim ensiones m ediantecoordenadas. Esta opcin es recom endable enestructuras tridim ensionales. Perm ite introduc ir las coordenadas geomtricas x, y, z de

cada uno de los nodos de la estructura.

Pasos a seguir:

1- Croquizamos una lnea cualquiera

2- Escape o salir

3- Editamos la lnea (clicamos sobre la lnea antes creada)


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4- Ajustamos las coordenadas de la lnea en el men de parmetros adicionales5- Escape o salir

6- Introducimos la nueva lnea editando nuevame nte la lnea construida y repetim os los

pasos 4 y 5.

1- Propiedades de lnea: 2- Parmetros adicionales coordenadas de la

lnea:E(0,0,3)B(0,2,3)

3- Lnea: B(0,2,3)A(5,4,3)


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4- Estructura completa

c) Salimos del croquis

Una vez se ha realizado el croqu is de la es tructura es neces ario salir de este en torno para

crear el slido que define la estructura. Clicando sobre el icono de la flecha y el lpiz, se sale

del entorno.

2. Guardar el fichero de trabajo: nombre.SLDPRT

3. Utilizamos la LIBRERA DE PERFILES DEL SOLIDWORK para asignarle laspropiedades al perfil.

Esta opcin es til cuando vamos a utilizar perfiles normalizados. La librera de perfiles es

del estndar ISO y cuenta con varios tipos. Los pasos a seguir son:

1 Barra de Herramientas: InsertarPiezas soldadas-Miembro estructural y clicamossobre la lnea.


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Nota: Las dimensiones de los perfiles estn en milmetros.

3. En la seleccin del perfil es necesario indicar el: Estndar, Tipo, Tamao, Grupo.En este ejemplo:

Estndar: Iso

Tipo: Tubo rectangular

Tamao: 90 x 50 x 5.0Grupos: (clico sobre el miembro estructural)


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D. ACTIVACIN DEL MDULO DE SIMULACIN DELSOLIDWORKS

1 Simulador (Productos Office activamos el simulador numrico)

a) Asesor de estudio:Esttico


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b) Definir tipo de estructura: (por defecto aparece Viga)


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c) Botn derecho sobre la Viga y aplicamos la opcin de Vigao Cabeza de armadura(barras):

Viga. Elemento estructural quepuede resistir deformaciones axial,

flexin y torsin.

Cabeza de armadura (Barras) :Elemento estruc tural q ue solo pu ede

resistir deformacin axial.

Un elemento de Cabeza de armadura o barra 3d se define m ediante dosnodos. Cada nodo tiene 3 grados de liber tad, que son los desplazam ientos en

las 3 direcciones ortogonales del espacio x y z.

Estos e lementos es tructurales slo ad miten cargas axiales aplicadas en los

nodos. La direccin axial es siempre longitudinal al miembro estructural.

d) Definir grupos de juntas : Botn derecho sobre el m iembro estructural elegimos laopcin de Editar y calculamos todas las juntas. El p rograma identifica como una

junta los extremos libres o los puntos de unin de cada miembro estructural.

Las jun tas en este tip o de es tructuras se co mportan co mo rtula s y el

programa las calcu la sin tener en cuenta el mom ento en estas, es decir,

considera que las uniones giran unas resp ecto de otr as sin tran smitir

momento.

El signo de advertencia indica que hay las juntas an no est calculadas

Botn derecho sobre Grupo de juntas, y usar la opcin de Editar juntas:


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e) Aplicamos material: Botn derecho sobre la estructura

f) Indicamos las sujeciones. Los apoyos se restringen completamente las y seimpiden las traslaciones en las tres direcciones del espacio. Usamos la opcin

Geometra fijay clicamos sobre los apoyos.


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g) Aplicamos la carga(axial): en la junta A segn el enunciado del problema. Lafuerza axial es constante en la longitud de cada miembro estructural y se genera una

tensin axial que es uniforme en toda la seccin transversal.

1- Barra de herramientas usamos: Asesor de cargas

2- Se clica sobre el icono de juntas y luego se clica sobre la junta en la que se

va aplicar la carga.

3- Luego es necesario indicar el plano en el que est contenida la carga.

4- La carga est contenida en el plano del Alzado y se aplica en la direccin del eje x.


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f) Conexiones: Para este tipo de problemas no es necesario configurar las conexiones.

El tipo de conexin se estab lece por defecto y corresponde con una unin rgida queasegura la continuidad del modelo y transfiere las cargas entre dos entidades.

E. MALLA, EJECUCIN Y RESULTADOS

1. Malla y Ejecutar. Esta opcin permite realizar la malla de cada miembro estructuralpara realizar el Anlisis de Elementos Finitos.

2. Anlisis de los resultados en estructuras de barras 3D. Se pueden evaluar:

Tensin axial: en cada elemento

Desplazamientos axiales: en cada nodo Fuerza de reaccin: en cada nodo


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1. Tensiones axiales: (en los elementos)

a)- Botn derecho sobre TensionesEditar definiciny seleccionarAxiales

Las tensiones son evaluadas en cada uno de los elementos. Si son positivas son de traccin y

si son negativas de compresin. . Clicando nuevamente el botn derecho sobre estaseleccin de resultados la opcin de identificar valoreses posible realizar una lista de losnodos desplazamientos en los nodos de inters.

2. Desplazamientos axiales: (en los nodos)

a)- Botn derecho sobreDesplazamientosEditar definiciny seleccionar

direccin del desplazamiento que se quiere evaluar. Clicando nuevamente el botn derecho

sobre esta seleccin de resultados la opcin de identificar valoreses posible realizar unalista de los nodos desplazamientos en los nodos de inters.

3. Fuerzas de reaccin en los nodos: (en los nodos)

a)- Botn derecho sobreResultadosListar fuerzas de vigay seleccionardireccin.

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