Elementos Estructurales (Truss)
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ELEMENTOS ESTRUCTURALES TIPO
TRUSS (LINK) Aplicación de Elementos Finitos
Bogotá, D.C., Agosto de 2013 Aplicación de Elementos Finitos
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ELEMENTOS TIPO TRUSS (LINK)
I
J
x
x
y
Elemento uniaxial que puede actuar bajo tensión o compresión. • Nodos: 2, ( I, J) • Deformaciones uniaxiales. • No se consideran los efectos de
Pandeo
• Máximo 3 restricciones por nodo, (Ux, Uy y Uz)
• Aplicación de las cargas en los nodos
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LINK 1 (2D-SPARE)
TIPOS DE ELEMENTOS LINK
Elemento más utilizado, dos grados de libertado por cada
uno de los nodos.
x
LINK 8 (SPARE 8)
Elemento con un grado adicional de libertad en la
dirección z.
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LINK 10 (BILINEAR 10)
TIPOS DE ELEMENTOS LINK
similar a Link 8 pero usada adicionalmente para elementos
no lineales. Es usado en las versiones mas recientes dado
que contiene características de los elementos LINK 1,8 y 10
I
J
x
LINK 180 (3D FINIT STN 180)
Elemento con tres grados de libertad, que se somete
únicamente a tensión o a compresión.
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LINK 11 (ACUATOR 11)
TIPOS DE ELEMENTOS LINK
Usado para modelar Cilindros hidráulicos y aplicaciones sometidos a grandes rotaciones. Sometido a tensión y compresión con tres grados de libertad. Es necesario definir una masa, una Coeficiente de amortiguación y un valor de rigidez del resorte
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Ejercicio Aplicativo (Elementos estructurales 3D)
Una torre eléctrica se encuentra soportando el peso de dos líneas de transmisión de energía que a su vez están siendo empujadas por el viento.
Calcular
1. Las fuerzas en los miembros
2. Las deformaciones
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Ejercicio Aplicativo (Elementos estructurales 3D)
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Ejercicio Aplicativo (Elementos estructurales 3D)
1. Como se explicó en la parte inicial, se puede seleccionar el elemento 3D finit stn 180, o el
spar 8, para elementos en 3 dimensiones.
2. Se prosigue a seleccionar las propiedades de las constantes
reales (Revisar tutorial 1)
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Ejercicio Aplicativo (Elementos estructurales 3D)
3. Se selecciona el material de los elementos truss, teniendo en cuenta que este es lineal,
elástico e isotrópico
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Uso del Command Window (APDL)
Tipo de Elemento
Constantes Reales
Propiedades del Material
Tanto ara el Preproceso como el Postproceso, resulta ser muy recursivo el uso del Command Window, mediante el Lenguaje compuacional de ansys, APDL (Ansys
Parametric Design Language). En el momento que se necesita realizar varios procesos con las mismas variables, o dejar variables paramétricas, el tiempo y costo computacional se vera reducido notablemente
con el uso de este.
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Ejercicio Aplicativo (Elementos estructurales 3D)
4. Creación del modelo. Mediante puntos y lineas.
En la parte de la derecha, se encuentran las herramientas de visualización. De gran ayuda cuando se encuentran problemas
con muchos elementos. El botón «Dinamic model Mode» permite alta
disposición de movilidad con el mouse.
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Ejercicio Aplicativo (Elementos estructurales 3D)
Para la creación de estructuras, tanto en 2D como en 3D, es de vital importancia tener en
cuenta la ubicación de todos los elementos de unión. Los elementos, deben formar
estructuras tetraédricas (para 3D); si alguno de los elementos se omiten o se ponen en una
dirección errada, dejando un nodo libre…
Este nodo se deformará tan fácilmente que el programa, arrojará un error en el nodo en el solver, señalando que en este nodo
la deformación es más alta de la permitida.
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Ejercicio Aplicativo (Elementos estructurales 3D)
5- Se ubican las cargas, (Fuerzas y Restricciones), es necesario descomponer
las fuerzas en «x» en «y» y en «z». 6- Se prosigue al proceso de enmallado. Fy=-2.3077kN
Fx=0.9615kN
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Ejercicio Aplicativo (Elementos estructurales 3D)
7- Se prosigue al Solver. 8- Posteriormente a la visualización de resultados.
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Ejercicio Aplicativo (Elementos estructurales 3D)
Para la visualización de los resultados por elemento, es necesario primero, crear, una tabla de elementos.
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Ejercicio Aplicativo (Elementos estructurales 3D)
Se selecciona By sequence num, y posteriormente se escoge (SMISC) para
fuerzas, y LS para Esfuerzos, seguido de (,1), dependiendo del tipo de archivo que
se desee visualizar.
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Ejercicio Aplicativo (Elementos estructurales 3D)
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Ejercicio Aplicativo (Elementos estructurales 3D)
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Ejercicio Aplicativo (Elementos estructurales 3D)
Dado que en ocasiones es necesario probar distintos tipos de condiciones de carga para el mismo diseño, es necesario, para evitar
repetir el procedimiento n cantidad de veces, crear archivos que guarden las condiciones de carga para cada uno de los casos deseados.
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Ejercicio Aplicativo (Elementos estructurales 3D)
En el General Posproc, al ubicarnos en el Read Results, podemos pasar
cada una de las condiciones deseadas.
Tipo de caso en el que se encuentra arrojado el resultado.
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Ejercicio Aplicativo (Elementos estructurales 3D)
Al tener el diseño creado, es necesario en ocasiones, crear copias de estos elementos con las mismas
propiedades y enmallado. (En la opción de modeling, podemos copiar los elementos, las veces requeridas) Donde: ITIME, es el número de copias, y DX,DY o Dz
es la separación entre ellas.
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Ejercicio Aplicativo (Elementos estructurales 3D)
Ahora, se unirán, las líneas, mediante elementos Link sometidas a solo tensión, para analizar el comportamiento de las 3 torres dado una única carga, en una de
ellas.
Al estar copiadas mediante copy- lines (Crea nuevos keypoint, nuevas líneas, y las deja enmalladas, pero es necesario poner las cargas, para este caso, las
restricciones)
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Ejercicio Aplicativo (Elementos estructurales 3D)
Se debe crear, un nuevo elemento, (Elemento Link 10, Bilinear 10), y en la parte de Opciones, se escoge que su comportamiento sea únicamente a
Tensión. Para versiones resientes, se crea el
elemento link180, y posteriormente (En real constant) se escoge, que su
comportamiento sea únicamente a tensión.
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Ejercicio Aplicativo (Elementos estructurales 3D)
Se seleccionan nuevas, constantes reales, y nuevas propiedades del material.
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Ejercicio Aplicativo (Elementos estructurales 3D)
Al momento de hacer el enmallado, Se selecciona (Element Attributes, Lines) se seleccionan las
nuevas líneas, y se escoge el nuevo set de constantes reales, y el nuevo tipo de elemento, al
igual las nuevas propiedades del material.
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Ejercicio Aplicativo (Elementos estructurales 3D)