práctica2 - armadura 3d

5/24/2018 Prctica2 - Armadura 3D

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AIMD. ESIME TICOMAN

PRACTICA N 1 .- ANLISIS ESTRUCTURAL DE UNA ARMADURA

TRIDIMENSIONAL

Objetivo: Determinar las fuerzas en los elementos estructurales de una armadura

y seleccionar el elemento crtico.

1. Planteamiento del problema

2. Defini r tipo de elemento, propiedades geomtricas y del material

3. Creacin de los Nodos y Elementos

4. Aplicar las condiciones de frontera

5. Solucin6. Revisar los resul tados

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1.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:

Se analizara una armadura tridimensional indeterminada de 4 lneas de columna y 3

niveles, cuyas dimensiones se muestran en la figura siguiente.

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El material con que esta fabricado es aleacin de acero y tiene las siguientes

propiedades:

Modulo de Elasticidad = 30x107lb/ft2

Modulo de Poisson = 0.28

rea de la Seccin transversal de cada barra = 0.5 ft2

Las dimensiones y las propiedades son solo para fines didcticos. La armadura seencuentra sometida a cargas sobre los nodos indicados en su momento.

Si el fondo de la pantalla esta en negro, se puede cambiar al color blanco mediante la

forma siguiente:

2).- DEFINIR TIPO DE ELEMENTO, PROPIEDADES GEOMTRICAS Y DEL

MATERIAL.

SELECCIN DEL TIPO DE ELEMENTO FINITO

Es necesario seleccionar el tipo de elemento y las constantes reales para crear los

elementos.

1. Preprocesor- Element Type-ADD/EDIT/DELETE >>ADD

Practica 1 ANSYS 1-2

2. - Structural Link 3D Spar 8


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3. - Ok

4. - Close

PROPIEDADES GEOMTRICAS

1. -Preprocessor- Real Constants >>ADD >> Ok

2. - SEC Area = 0.5

3. - Ok

4. Despus debe aparecer la leyenda set1 y se cierra la ventana. Close

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PROPIEDADES MECNICAS

1. - Preprocesor> Material Props- material Models

2.- structural-linear-elastic Isotropic3. - Introducir las constantes:

EX = 30e7, PRXY = 0.28

4. Ok

2.- CREACIN DE LOS NODOS Y ELEMENTOS.

Primero se define el tipo de anlisis

1. Men Principal>Preferencias>

2. - Marque la Opcin de Estructuras>> Ok

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CREACIN DE NODOS:

1. Men Principal: Preprocesor

- Create Nodes-On Working Plane

2. -Men de Entrada de Datos- Escribir las coordenadas y presionar apply.

3. Despus de haber dado todas las coordenadas,Presionar OK

N denodo

Coordenadas

1 0,0,02 1.5,0,03 1.5,0,1.54 0,0,1.55 0,2,06 1.5,2,07 1.5,2,1.58 0,2,1.59 0,4,010 1.5,4,011 1.5,4,1.512 0,4,1.513 0,6,014 1.5,6,015 1.5,6,1.516 0,6,1.5

Ahora para poder observar nuestra figura en tres dimensiones:



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1. Del menu de la derecha del grafico, se marca el boton de isometrico

2. Dynamics Mode. (con el botn izquierdo del mouse se hace girar lafigura).

Para activar la numeracin de nodos:

1. - Menu: PLOT CTRL.-Numbering

2. - Clik en node Node Numbers3. Ok

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CREACIN DE LOS ELEMENTOS

El orden al formar los elementos no importa, lo que interesa conocer es que, el primer

nodo que se marca representa el extremo 1 y el segundo nodo es el extremo 2 para

cada elemento. Esta notacin se utiliza al mostrar los resultados de las fuerzas y

desplazamientos resultantes.

1. - Preprocessor> Create> - Elements- Auto numbered - Thru nodes

2. Se marcan dos nodos y se presiona Apply En la ventana de entrada de

datos

3. Se vuelve a marcar otros dos nodos para crear otro elemento, pero a

partir del segundo elemento consecutivo se puede presionar la barra

espaciadora para formar el elemento.



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4. - Se sigue la misma cadena de instrucciones hasta terminar de capturar

los datos. Se forma la armadura.

Cada cuadro lateral de la armadura debe tener dos elementos en cruz y en una vista

superior cada nivel tendr una diagonal, como se muestra en la primer figura de esta

prctica. En la base de la armadura no se cierran los cuadros laterales.

4).- APLICAR LAS CONDICIONES DE FRONTERA

APOYOS

1. - Preprocessor Loads Define Loads- Apply- Structural-Displacement

On nodes

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2. -En la figura se marcan los nodos que se van a restringir.

3. - Ok



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4. - Usar la opcin all Dof, que indica todos los grados de libertad, que paraeste caso son los 3 desplazamientos lineales

5. Ok.

Los apoyos aparecen como puntas de flecha en direccin de los tres ejes. Los grados

de libertad varan en funcin del tipo de apoyo que se este usando en este caso tiene

todos los grados, pero por ejemplo en el caso de un rodillo solo sea necesario la

restriccin en un eje (y), por eso estn enlistados otras opciones como Ux, Uy y Uz.

CARGAS APLICADAS

1. - Preprocesor Loads define Loads-apply-structural

Force/Moment On Nodes

2. Se marca el nodo al que se le aplicara la carga. Comenzamos con el nodo 5.

En la siguiente tabla podemos observar las fuerzas, los nodos y los ejes en los cuales

debemos aplicar las fuerzas.

N Nodo Fuerza (lb) Eje5 100 Fx8 300 Fx9 200 Fx12 500 Fx13 300 Fx16 500 Fx

3. - Apply

4- Seleccionamos el tipo de carga, la magnitud y sentido de la fuerza Fx.

5. - Presionamos Apply

6. - Para la ultima fuerza en vez de aplicar el punto 6 presionamos OK.

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De esta manera se deber ver la pantalla de grafico:



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5).- SOLUCIN

Menu pricipal>

1. SOLUTION>-SOLVE_CURRENT LS

2.- OK

3.- Close en la ventana de solution is done

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6).- REVISAR LOS RESULTADOS

Para observar los resultados siempre debe estar abierto el postprocesador.

1.- Menu Principal-General Postprocessing

Primero se mostrara el grafico de los desplazamientos.

2. Plot-Results-Contour Plot-Nodal Solution



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3.- seleccionar Displacement vector sum

4.-OK

La banda de colores indica la magnitud de los desplazamientos, y como se muestra en

la figura los mximos desplazamientos estn en la parte superior.

LISTADO DE DESPLAZAMIENTOS

1. List results- nodal Solution>>DOF solution

>>Displacement vector sum

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LISTADO DE LAS REACCIONES EN LOS ELEMENTOS

1.- Menu Principal

- General Postprocessing

- List results

- Element Solution

2.- En la lista de soluciones debemos seleccionar

- Structural Forces>> X- component of force

3.-OK

Solo se muestra en esta practica una parte del listado total de las fuerzas. Dependiendo

de la posicin del elemento tendra las componentes correspondientes, cada elemento

solo trabaja baja fuerza axial de compresin y/o tensin.



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Se detecta la fuerza critica y se calcula el esfuerzo mximo (= F/A). Este ltimo se

compara con el esfuerzo permisible del material.

Fin.

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