Elementos Finitos en El Análisis Estructural

 

Elementos Finitos Finitos en el Análisis Es Estructural tructural 1. Conce Concepto pto de elemen elementos tos f fnitos. nitos.

El método de análisis mediante elementos fnitos, es un método a través del cual la realidad de un problema es representada a través de mode mo delo loss ma mate temá máti tico coss en lo loss cual cuales es inte interv rvie iene nen n pa para ra su so solu luci ción ón dierentes procesos de análisis algebraico matricial e infnitesimal. Se usa us a pa para ra ob obte tene nerr la so solu luci ción ón nu numé méri rica ca apro aproxi xima mada da de die diere rent ntes es sist sistem emas as de an anál ális isis is ma mayo yorm rmen ente te apl aplic icad ados os en la inge ingeni nier era a como como pueden ser el modelado ado de pie!as mecáni ánicas o con"u n"untos de mecanismos, sistemas de #u"o de #uidos y particularmente en el caso de la ingeniera civil, modelos de estructuras edifcaciones representadas por barras, nodos y placas con cargas aplicadas. El méto método do de elem elemen ento toss fn fnit itos os u ue e desar desarro roll llado ado ori origi gina nalm lmen ente te en $%&' $%&' por  por (ic)ard *ourant *ourant,, +uien utili!ó el método de (it! de (it! de análisis numérico  y mini numérico minimi mi!a !aci ción ón de la lass vari variabl ables es de cálc cálcul ulo o para para obte obtene nerr vibración. . oco después, soluciones aproximadas un sistema vibración(. documento publicado ena$%- por /. de 0. 1urner, 2. *loug), 3. un *. /artin, y 4. 0. 1opp estableció una defnición más amplia del análisis numé nu méri rico co55 El docu docume ment nto o se ce cent ntró ró en 6la 6la rig rigid ide! e! y de deo orm rmac ació ión n de estruc est ructur turas as comple comple"as "as7. 7. *on la ll llega egada da de los primer primeros os or orden denador adores es instaura el cál álcculo matr atricial de estructuras as.. 8ste ste parte de la desrati!ación de la estructura en elementos lineales tipo barra de los +ue se conoce su rigide! rente a los despla!amientos de sus nodos. Se plantea entonces un sistema de ecuaciones resultado de aplicar las ecuaciones de e+uilibrio a los nodos de la estructura. Es ente entend ndib ible le por por tant tanto o +u +ue e el mé méto todo do de anál anális isis is estr estruc uctu tural ral mediante elementos fnitos va de la mano con el análisis estructural medi me dian ante te el méto método do de la (i (igi gide de!! 9ir 9irec ecta ta a trav través és del del cu cual al una una estruc est ructur tura a es ide ideali ali!ad !ada a en un con"un con"unto to de barras barras conver convergen gentes tes en nodos y cada ada uno de estos nodos va a tener posibilidades de despla!amiento5 sin embargo el análisis de cada elemento debe tener ciertas consideraciones pues los movimientos +ue tengan dic)os nodos estarán relacionados con el tipo de estructura +ue se analice, las uer!as +ue intervienen en estos elementos, y si el análisis es en el plano o en el espacio. odemos ver entonces e"emplos sencillos para entender el tipo de análisis a aplicar: •

Elementos tipo 1(;SS: estosexclusivamente pueden relacionarse barras de celosas o cerc)as cargadas en suscon nodos y por

 

tanto capaces de transmitir