Finite Element Analysis Fundamentals

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¿Cuál es el propósito de la asignatura de análisis numérico de estructuras en relación al MEF?

El propósito de la asignatura no busca el desarrollo matemático subyacente al MEF, basta con conocer que la aplicación de estas metodologías, en el contexto de un análisis elástico genérico, conduciría a la obtención de la siguiente ecuación de equilibrio.

¿Por qué es fundamental comprender la tipología genérica de elementos en el análisis de elementos finitos?

Es fundamental comprender la tipología genérica de elementos por medio de los cuales se puede afrontar un análisis de elementos finitos, dado que esto condiciona el desarrollo del modelo.

¿Qué implica la 'reducción del orden del modelo' en el método de elementos finitos?

La 'reducción del orden del modelo' permite eliminar (no modelar) determinadas dimensiones físicas del modelo sobre la base de una serie de hipótesis de cálculo.

¿Cuáles son las preguntas clave que debe hacerse el analista para seleccionar la tipología de elemento a emplear y el tipo de modelo a desarrollar?

<ol> <li>¿Qué es lo que se espera analizar con el modelo FEM. (resolución del resultado) 2. Predominancia de unas dimensiones respecto a otras 3. Predominancia de detalles estructurales sobre la totalidad del modelo que no afecten al resultado que se busca</li> </ol> Signup and view all the answers

¿Cómo se resumen el conjunto de elementos disponibles para el análisis?

Se resumen en diferentes familias y tipos de elementos, cada uno con diferente matriz de rigidez K. Signup and view all the answers

¿Qué comportamiento queremos representar a través de un elemento lineal (1D) en el análisis de elementos finitos?

Para los elementos lineales (1D), podemos representar el comportamiento tipo barra (TRUSS) que únicamente aporta rigidez axial, y tipo viga (BEAM) que aporta tanto rigidez axial como a la cortante y a tres momentos. Signup and view all the answers

¿Qué tipo de elementos generan deformaciones constantes y tensión constante?

Elementos triangulares Signup and view all the answers

¿Por qué se recomienda realizar mallas en 2D con elementos rectangulares en la medida de lo posible?

Para evitar zonas de altos gradientes de tensión Signup and view all the answers

¿Qué implica el bloqueo por cortante en los elementos finitos?

Implica que el elemento desarrollará menos deformaciones (sobrerigidez) Signup and view all the answers

¿Cuál es una posible solución al problema de bloqueo por cortante en elementos finitos?

Empleo de elementos cuadráticos con integración completa Signup and view all the answers

¿Qué es el hourglassing en el contexto de elementos finitos?

Es un efecto numérico que resulta de un modo de deformación del elemento que no requiere energía para alcanzarlo Signup and view all the answers

¿Qué tipo de integración en elementos lineales evita el hourglassing?

Esquemas de integración completos Signup and view all the answers

¿Por qué los elementos lineales completos con un esquema de integración de Gauss completo no pueden representar la situación de flexión pura?

Porque presentarán una rigidez adicional que no se corresponde con la realidad Signup and view all the answers

¿Qué tipo de elementos generará resultados incorrectos tanto en deformaciones, tensiones y frecuencias propias de vibración?

Elementos susceptibles al bloqueo por cortante Signup and view all the answers

¿Cuáles son las tres perspectivas desde las cuales se puede plantear la formulación matemática del modelo de elementos finitos?

Métodos Directos, Métodos Variacionales, Métodos de Residuos Ponderados (MRP) Signup and view all the answers

¿Cuál es la característica distintiva del Método 1 en la formulación del modelo de elementos finitos?

Permite la formulación desde una perspectiva intuitiva (equilibrio mecánico) Signup and view all the answers

¿Qué condición debe cumplir el problema en cuestión para que el Método 2 sea aplicable?

El problema en cuestión debe admitir la existencia de un potencial (funcional) que debe ser minimizado Signup and view all the answers

¿Cuál es la ventaja del Método 3 en la formulación del modelo de elementos finitos?

Mayor generalidad, permite abordar de forma robusta la formulación discreta de multitud de problemas con física diferente Signup and view all the answers

¿Qué característica define al Método de Residuos Ponderados (MRP) en el contexto del análisis de elementos finitos?

Es el más popular, de mayor generalidad, a costa de un enfoque matemático más complejo/abstracto Signup and view all the answers

¿Qué permite hacer el MRP en el análisis de elementos finitos?

Permite abordar de forma robusta la formulación discreta de multitud de problemas con física diferente Signup and view all the answers