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INSTITUTO TEGNOLOGICO SUPERIOR DE CENTLADIVISIN DE INGENIERA ELECTROMECNICA ASIGNATURA: DISEO E INGENIERA ASISTIDO PORCOMPUTADORA

PROFESOR:LUIS MIGUEL GARCIA FELIX

UNIDAD 2 .MODELADO GEOMTRICO Y ANLISIS POR FEM (MTODO DEL ELEMENTO FINITO)

GRADO Y GRUPO:6 B

TURNO:VESPERTINO

PRESENTA:ERIK JESS SALVADOR JIMNEZFEB-JUN 2015OBJETIVO:

Determinar bsicamente la comprensin de los conceptos fundamentales del mtodo de los elementos finitos. Describir brevemente la Prctica, incluyendo el conocimiento de las capacidades y limitaciones, en el programa computacional que va a ser usado (SolidWorks).

INTRODUCCIN:

El mtodo de los elementos finitos, es un procedimiento basado en tcnicas computacionales, que puede ser usado para analizar estructuras y diferentes sistemas continuos. Es un mtodo numrico verstil, y que es ampliamente aplicado para resolver problemas que cubren casi todo el espectro de anlisis ingenieriles. Sus aplicaciones comunes, incluyen el comportamiento de sistemas estticos, dinmicos y trmicos. Los avances en el hardware, han facilitado y aumentado la eficiencia del software de elementos finitos, para la solucin de sistemas complejos de ingeniera sobre computadores personales.

2.1 CONCEPTOS BSICOS DE MODELADO.Describe la forma de un objeto fsico o matemtico por un medio geomtrico, es la construccin o el uso de modelos geomtricos. Los modelos geomtricos se utilizan adentro grficos de computadora, diseo automatizado y fabricacin, y muchos campos aplicados por ejemplo proceso de imagen mdico.

2.2 CONCEPTOS BSICOS DE ELEMENTO FINITO. Es una tcnica de simulacin por computador usada en ingeniera. Usa una tcnica numrica llamada Metodo de los elementos finitos (FEM).Existen muchos Paquetes de software, tanto libres como no libres. El desarrollo de elementos finitos en estructuras, usualmente, se basa en anlisis energticos como el principio de los trabajos. En general, hay tres fases en cualquier tarea asistida por computador:

Pre-procesamiento. Definir el modelo de elementos finitos y los factores ambientales que influyen en l.Solucin del anlisis. Solucionar el modelo de elementos finitos.Post-procesamiento de resultados usando herramientas de visualizacin.

2.3 EL MTODO DEL ELEMENTO FINITO.Las partculas de tamao finito, son llamadas elementos finitos. Los puntos donde los elementos finitos son interconectados, son conocidos como nodos, y el procedimiento de seleccin de nodos es llamado discretizacin o modelizacin.

El anlisis de elementos finitos involucra siete pasos, requieren decisiones realizadas por el usuario del programa de elementos finitos. El resto de los pasos son realizados automticamente por el programa de computadora. Pasos para el Anlisis de Elementos FinitosDiscretizacin o modelado de la estructura: Este paso es uno de los ms cruciales para obtener una solucin exacta del problema, de esta forma, determinar el tamao o la cantidad de elementos en cierta rea o volumen del elemento a analizar representa una ventaja del mtodo, pero a la vez implica que el usuario debe estar muy consiente de esto para no generar clculos innecesarios o soluciones errneas. 2. Definir las propiedades del elemento: En este paso el usuario debe definir las propiedades del elemento. 3. Ensamblar las matrices de rigidez de los elementos: La matriz de rigidez del elemento se refiere a los desplazamientos nodales al ser aplicadas fuerzas en los nodos (K*F = U). El ensamble de las matrices de rigidez, implica la aplicacin de equilibrio para toda la estructura. 4. Aplicacin de las cargas.5. Definir las condiciones de frontera. Las condiciones de apoyo deben ser dadas, por ejemplo, si el desplazamiento de ciertos nodos es conocido. Usando los elementos de la frontera se pueden determinar las reacciones en los mismos. 6. Solucionar el sistema de ecuaciones algebraicas lineales.7. Calcular los esfuerzos: El usuario puede entonces calcular los esfuerzos, reacciones, deformaciones u otra informacin relevante. El post-procesador ayuda a visualizar la salida en forma grfica.

2.4 ELEMENTO RESORTE.

2.5 ELEMENTO TIPO BARRA.Consideremos una barra de seccin constante: El sistema se compone de: Dos Nodos: i, j Modulo de Elasticidad E rea de la Seccin Transversal A Longitud del ElementoL El mismo esta sometido: Fuerzas en los Nodos: fi, fj

El elemento tiene dos grados de libertad, en el sentido longitudinal del elemento, cualquier desplazamiento de los nodos en el sentido normal al elemento no generara esfuerzos internos: Dos desplazamientos: ui, uj

Sabiendo que la rigidez a traccin / compresin de una barra es:

Y haciendo una analoga con el elemento resorte, tenemos que:

2.6 ELEMENTO TIPO VIGASe considera una viga en el plano. Esta toma esfuerzos de Corte, Axiles y Momentos, todas consideradas en el plano. Cada Nodo posee tres Grados de Libertad (u, v, q). Un elemento que toma estas cargas, tiene asociado para el calculo a E, J, l y A. El sistema se compone de:

Dos Nodos: i, j Modulo de Elasticidad E rea de la Seccin Transversal A Longitud del Elemento L Momento de Inercia I El mismo est sometido: Fuerzas en los Nodos: Fi, Fj, Vi, Vj Momento en los Nodos: Mi, Mj Habr tres grados de libertad por cada nodo Cuatro desplazamientos: ui, uj, vi, vj

Dos Giros: i, j

2.7 SOFTWARE PARA FEA(ANLISIS POR ELEMENTOS FINITOS)El software FEA puede ser utilizado en una amplia gama de industrias, pero es ms comnmente utilizado en las industrias aeronutica, biomecnica y de automocin.Uno de los modelos de elementos finitos (FE) cuenta con un sistema de puntos, llamados "nodos", que constituyen la forma del diseo.

Beneficios de la FEA.FEA puede ser utilizado en el diseo de nuevos productos, o para refinar un producto ya existente, para asegurar que el diseo ser capaz de realizar las especificaciones antes de la fabricacin. Con FEA puede:Predecir y mejorar el rendimiento y fiabilidad del producto.Reducir la creacin de prototipos fsicos y pruebas.Evaluar los diferentes diseos y materiales.Optimizar el diseo y reducir el uso de materiales.

2.8 MODELADO DE SUPERFICIES

Los modelados de superficie definen las caractersticas de la superficie, as como las aristas, de los objetos. Con las tcnicas paramtrica, la trayectoria de una curva esta descrita por una funcin matemtica. Se emplea un parmetro, u que cambia de 0 a 1, para definir todos los puntos a lo largo de la figura.

La ventaja de la forma paramtrica es evidente cuando es necesario modificar la lnea.2.9 MODELADO DE SLIDOS

Los modeladores de solidos definen nicamente lo que se denomina un modelo de unin mltiple. La frontera de unin mltiple separa, sin ambigedad, en una regin en un lado interno y otro externo. En este momento no resulta apropiado un estudio terico extenso de las uniones mltiples y tampoco es necesario, ya que la idea de los modelos de uniones mltiples es bastante intuitiva. Es fcil imaginar a los objetos solidos dividiendo el espacio en lo que es parte del objeto y en lo que no lo es. Los objetos de este tipo tal vez no puedan contener vacos dentro del solido, como burbujas atrapadas en un cubo de hielo.

CONCLUSIN:

Es de suma importancia el saber utilizar los mtodos de elementos finitos ya que esto lleva a la realizacin precisa de figuras geomtricas, de ensamblaje y/o lo que sea siempre y cuando tenga que ver con la industria.Adems de esta forma tendremos la capacidad de poder manipular nuevos software en el mbito laboral. BIBLIOGRAFIAS:

http://www.ing.unlp.edu.ar/aeron/catedras/archivos/Introduccion%20a%20la%20Teoria%20de%20Elementos%20Finitos%20-%2008.pdfhttps://almec.files.wordpress.com/2007/10/resumen.pdfhttp://www.ptolomeo.unam.mx:8080/jspui/bitstream/132.248.52.100/2295/1/Tesis%20Ingenier%C3%ADa%20Mec%C3%A1nica.pdfhttp://docsfiles.com/pdf_elementos_basicos_del_metodo.html