Análisis bidimensional de sólidos con grandes deformaciones aplicando un elemento con deformaciones impuestas

CASTELLO WALTER; FLORES FERNANDO G.

Santa Fé, Argentina

Congreso; ENIEF 06; 2006

Asociación Argentina de Mecácnica Computacional (AMCA)

El análisis de procesos industriales como el forjado a través del método de elementos finitos, promueve la investigación y el desarrollo de nuevos elementos y formulaciones que permitan tratar aspectos como grandes deformaciones, flujo plástico isócoro y acoplamiento termo-mecánico, entre otros. Los elementos de bajo orden de interpolación y con grados de libertad de desplazamiento, han mostrado ser más convenientes en el análisis de problemas en deformaciones finitas por su fácil implementación en códigos explícitos, muy usados en estos casos. En dos dimensiones se tienen triángulos lineales y cuadriláteros bilineales. Los generadores de mallas de triángulos son más robustos y además cuando la malla sufre grandes distorsiones el remallado con triángulos es más sencillo, por lo cual son más adecuados en aplicaciones industriales. Sin embargo los triángulos lineales adolecen de bloqueo volumétrico si no se incluye la presión como grado de libertad en problemas con flujo plástico isócoro. Este trabajo resulta una extensión de uno anterior, en donde se aplica una formulación Lagrangiana Total en problemas de deformaciones finitas y se emplea un elemento triangular cuya geometría se define por tres nudos con solo grados de libertad de traslación que se caracteriza por la evaluación del gradiente en función de la geometría de los elementos adyacentes. Aquí se han analizado sólidos isótropos bidimensionales empleando este elemento triangular y un modelo elasto-plástico basado en la descomposición multiplicativa del tensor de deformaciones, bajo una formulación Lagrangiana Actualizada, lo cual disminuye la cantidad de operaciones a nivel elemental y mejora significativamente la eficiencia computacional como se observa en los resultados obtenidos. Por otra parte se ha implementado una estrategia de remallado automático basada en el Superconvergent Patch Recovery a fin de disminuir la pérdida de información en la transferencia de variables en cada remallado. Los resultados obtenidos dejan ver claramente que además de mejorarse la eficiencia de cálculo, el empleo de este algoritmo de remallado y transferencia mejora la precisión de la herramienta computacional