Desarrollo de un elemento de lámina cuadrilátero sin rotaciones

ESTRADA CARLOS F.; FLORES FERNANDO G.

Santa Fé

Congreso; ENIEF 06; 2006

Asociación Argentina de Mecácnica Computacional (AMCA)

Se presenta un elemento cuadrilátero sencillo para el análisis de láminas. Este elemento tiene únicamente grados de libertad traslacionales y está basado en una formulación Lagrangiana total. El elemento se basa en suponer un campo de curvatura constante expresado en términos de los desplazamientos nodales de una parcela de cinco elementos y un campo membranal expresado a partir de una interpolación bi-lineal estándar de los desplazamientos dentro del elemento. A los fines de obtener un elemento eficiente para el análisis explícito se utiliza un único punto de integración en el centro del elemento. Para evitar la aparición de modos espureos de deformación (hourglass) se incluyen fuerzas de estabilización membranales lograndose una estabilización física. Por otro lado, a consecuencia de utilizar una curvatura constante en el elemento calculada en función de los gradientes sobre el contorno puede producirse una configuración deformada sin energía asociada (modos espúreos de flexión). Para mantener un solo punto de integración es necesario realizar una estabilización del modo flexional, lo cual se logra penalizando la semidiferencia entre las curvaturas nodales, obteniéndose una estabilización de tipo artificial. El elemento se denomina BSQ y se ha implementado en códigos con integración explícita e implícita de las ecuaciones de movimiento. Los resultados numéricos han sido obtenidos con valores de los coeficientes de estabilización tanto membranal como flexional constantes. La formulación propuesta es satisfactoria a la luz de los resultados.