Diagrama de esfuerzos internos/tensiones para superficies: opciones de suavizado

Artículo técnico

Las deformaciones de los nudos de la malla de elementos finitos (EF) son siempre el primer resultado en un cálculo de EF. Basado en esas deformaciones y en la rigidez de los elementos, es posible calcular las deformaciones, esfuerzos internos y tensiones.

Figura 01 - Deformaciones como primer resultado de un cálculo por el MEF

RFEM proporciona EF triangulares o cuadrangulares para las superficies, lo que significa que hay tres o cuatro deformaciones por EF que se pueden volver a calcular con la rigidez del EF (por ejemplo en tensiones). Dado que varios EF usualmente tienen el mismo nudo en la malla de EF, hay tantos resultados en un nudo de la malla EF como elementos presentes. Ahora la pregunta es cómo se evalúan los resultados. En el "Navegador de proyectos - Mostrar", puede encontrar cinco opciones diferentes para mostrar la distribución de esfuerzos internos dentro de la superficie.

Figura 02 - Opciones para la distribución de esfuerzos internos para superficies

Constante sobre los elementos

Esta opción promedia todos los valores de los nudos de un EF y el EF completo tiene el mismo valor (suavizado). Por lo tanto, no hay distribución en el EF como con las otras opciones. Este método se usa en el programa para el material "Isótropo elástico no lineal 2D / 3D" porque de esta forma se determina la tensión límite.

Figura 03 - Distribución de los esfuerzos internos "Constante sobre los elementos"

No continua

Esta opción visualiza los datos brutos. Como en las siguientes opciones, se usa una parábola hiperbólica para la distribución dentro del elemento. Sin embargo, los valores de nudo de la malla de EF no se promedian con los elementos adyacentes. Por esta razón, el resultado a menudo se ve discontinuo/graduado. De hecho, las diferencias considerables entre los EF indican que se necesita una malla más fina para obtener resultados más precisos.

Figura 04 - Distribución de los esfuerzos internos "No continua"

Continua dentro de las superficies

Esta opción es la configuración predeterminada. Se promedian los valores de todos los EF adyacentes a un nudo de la malla de EF. Puede ver o calcular fácilmente este promediado en un punto en comparación con el tipo "No continua". Este tipo de suavizado puede corresponder a una distribución con una malla más fina y, por lo tanto, se usa a menudo para la evaluación. Sin embargo, como la pantalla muestra una visualización suave, se recomienda realizar una comprobación con "No continua" en las áreas críticas.

Figura 06 - Distribución de los esfuerzos internos "Continua total"

Continua total

Esta opción amplía "Continua dentro de superficies" promediando también en el borde de la superficie hasta la siguiente superficie. Esto resulta en una distribución continua en todo el modelo y no solo dentro de una superficie. Por supuesto, también es importante realizar un análisis posterior con el tipo "No continua" en las áreas críticas.

Figura 07 - Distribución de la fuerza interna "Continua por grupos"

Continua por grupos

La última opción ofrece la posibilidad de mantener una distribución continua entre algunas superficies y no entre otras. Puede definir grupos dentro de los cuales el degradado es "Continua total" y todas las superficies restantes se establecen automáticamente en "Continua dentro de las superficies".

Resumen

Al seleccionar la distribución de esfuerzos internos/tensiones en superficies, debe especificar que el resultado más cercano al cálculo se represente como "No continua". Esta distribución también demuestra claramente la discretización debida al cálculo por el MEF (método de elementos finitos). En realidad, probablemente no ocurra tal distribución, por está predeterminado el suavizado "Continua dentro de superficies", lo que crea una distribución continua dentro de las superficies mediante el suavizado. Como esta distribución está más cerca de un resultado real pero no corresponde a los resultados reales, se recomienda analizar siempre las áreas críticas, como las zonas singulares (por ejemplo, introducción de una carga puntual o punto de conexión de varias superficies).

Palabras clave

Malla de EF Suavizado Zonas singulares Pico de tensión

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