INIQUI   05448
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES PARA LA INDUSTRIA QUIMICA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Análisis del Comportamiento de Placas Gruesas Laminadas Mediante Macro-Elementos
Autor/es:
RITA F. RANGO; LIZ G. NALLIM; SERGIO H. OLLER
Lugar:
Buenos Aires - Argentina
Reunión:
Congreso; IX Argentinian Congress on Computational Mechanics - MECOM 2010 - CILAMCE 2010; 2010
Institución organizadora:
AMCA (Asociación Argentina de Mecánica Computacional) - Associação Brasileira de Métodos Computacionais em Engenharia
Resumen:
El estado de deformación global de estructuras tipo placa de material compuesto laminado, a menudo se caracteriza a través de complejos acoplamientos entre los modos extensionales, flexo-torsionales y cortantes. Por otra parte, los compuestos laminados presentan una baja rigidez cortante transversal relativa y, debido a ello, exhiben importantes deformaciones transversales por cortante, aún para bajas relaciones espesor-longitud característica. Un análisis estructural adecuado de placas laminadas debe incluir los efectos mencionados ya que éstos son notables incluso en el caso de placas que puedan considerarse, geométricamente, como delgadas. Por lo dicho, en este trabajo se expone el desarrollo, la implementación computacional y la aplicación al estudio de placas gruesas laminadas, de un macro-elemento enriquecido. La formulación del macro-elemento, parte de uno formulado por los autores para placas delgadas, al cual se le ha incorporado la cinemática correspondiente a la Teoría de Primer Orden, la anisotropía del material y un proceso de selección de las funciones de aproximación que evita el bloqueo por cortante. La formulación obtenida puede emplearse para el análisis estático y dinámico de este tipo de placas laminadas. Para permitir el mallado de la placa en macro-elementos cuadriláteros de cualquier forma geométrica, un elemento cuadrilátero arbitrario laminado es mapeado utilizando el concepto de isoparametría en coordenadas naturales, de modo de construir para todos los elementos, un elemento único. Luego, se presenta el proceso de ensamblaje de las matrices de Rigidez y de Masa, así como del vector de fuerzas de la placa laminada original, utilizando elementos finitos jerárquicamente enriquecidos con polinomios de Gram-Schmidt. Pueden considerarse diferentes condiciones de contorno para la placa, incluyendo bordes discontinuos y apoyos puntuales. En el caso de análisis dinámico, las frecuencias naturales y las formas modales asociadas de la estructura se obtienen a partir del resultado de un problema de valores propios. El método desarrollado permite además, que la ecuación matricial resultante del equilibrio estático se resuelva con máxima eficiencia, y permite un re-análisis jerárquico que puede ser llevado a cabo en la etapa de post-proceso. Los resultados numéricos obtenidos para determinadas estructuras de placas con la presente formulación muestran una buena correlación con resultados publicados por otros autores, tanto para el caso estático como para el dinámico. Una conclusión importante de este trabajo es que este método es estable, computacionalmente eficiente y más económico, permite el uso adecuado de mallas poco densas, y produce resultados convergentes. Además se pueden realizar con facilidad estudios paramétricos y plantear funciones objetivos, con el fin de llevar a cabo procesos de optimización.