Implementación del Método de Elementos de Contorno para el Análisis de Problemas de Magneto-Electro-Elasticidad Tridimensional Anisótropa Utilizando un Application Framework.

M. PUCHEU; F. BURONI; A. P. CISILINO; C. DUENSER

Salta

Congreso; X Congreso Argentino de Mecánica Computacional MECOM 2012; 2012

Asociación Argentina de Mecánica Computacional

Los materiales magneto-electro-elásticos (MEE) tienen un amplio rango de aplicaciones tecnológicas debido al acoplamiento inherente entre los efectos piezoeléctrico, piezomagnetico y magnetoeléctrico. Esto los convierte en materiales apropiados para aplicaciones en estructuras inteligentes, sistemas micro-electromecánicos, nano- electromecánicos, etc. Para implementar una formulación directa del Método de Elementos de Contorno (MEC) es necesario disponer de la solución fundamental del problema acoplado (o función de Green) y su derivada. En este trabajo se implementa por primera vez un esquema de evaluación de estas funciones recientemente derivado por los autores. El mismo es explícito en función de los autovalores de Stroh y válido para materiales con comportamiento totalmente anisótropo y acoplado. En particular se pueden modelar materiales elásticos, piezoeléctricos, piezomagnéticos y magnetoeléctricos. Posibles casos de degeneración matemática cuando existe algún autovalor de Stroh repetido son también considerados. La formulación explícita del MEC se implementa en un Application Framework (AF). Los AF son similares a librerías de programas en cuanto a la reusabilidad del código, como en una API (Application Programming Interface), pero a diferencia de las librerías, el control del flujo de la información global del programa lo dicta el Framework. En este trabajo se utiliza un AF especialmente diseñado para trabajar con métodos discretos (Urquiza, S.A., Venere, M.J., Mecánica Computacional XXI, 3099-3109 (2002.)), el que provee un entorno para la implementación de aplicaciones de elementos finitos, elementos de contorno, diferencias finitas, etc., así como acoplamientos MEC-MEF. El presente trabajo plantea una estrategia y desarrolla las aplicaciones necesarias para la implementación del MEC para problemas MEE en el Application Framework. Además, su desempeño y el de la solución fundamental MEE son evaluados resolviendo una serie de ejemplos clásicos para materiales matemáticamente degenerados y no degenerados.