Análisis de un elemento quadrilatero sin grados de libertad rotacionales

ESTRADA CARLOS F.; FLORES FERNANDO G.

Buenos Aires

Congreso; VIII Congreso Argentino de Mecánica Computacional; 2005

Asociación Argentina de Mecánica Computacional

La necesidad de elementos de láminas y placas eficientes es importante en problemas de la industria como en el análisis de estructuras civiles y mecánicas. El estudio de la formulación de elementos triangulares simples capaces de representar adecuadamente la deformación de estructuras placas o láminas bajo diversas condiciones de carga es actualmente un tema investigación. Numerosos autores han tratado de formular elementos placas y láminas triangulares con desplazamientos como única variable nodal. En esencia, todos los métodos se basan en aproximar la curvatura a partir de los desplazamientos de los nudos de elementos vecinos adyacentes. Curiosamente los elementos sin grado de libertad rotacional se han realizado sobre elementos triangulares y no se ha extendido para el caso de elementos cuadriláteros. En este trabajo se presenta un elemento placa cuadrilátero sin grado de libertad rotacional como una extensión de la formulación de un elemento lámina triangular presentados en publicaciones anteriores (F. Sabourin, M. Brunet, Análisis of plates and shells with a simplified three-node triangular element. Thin Walled Structures, 21:209-223, (1995)). El elemento se implementa en un código implícito (ALPHA) y se comparan con la respuesta del elemento triangular sin grado rotacional (F.G. Flores, E. Oñate, A Basic thin shell triangle with only translational DOFs for large strain plasticity, IJNME, 51:57-83, (2001)). En el elemento implementado la curvatura se tiene en cuenta a través de los elementos vecinos adyacentes. Se considera un grado de libertad por nudo (desplazamiento normal al plano del elemento). Se utilizan funciones de forma y coordenadas de área. La matriz de flexibilidad se obtiene a partir de las deformaciones normales a los lados del elemento maestro más dos deformaciones normales adicionales correspondientes a las diagonales del elemento maestro. Se consideran condiciones de borde libre y empotrado. Se obtienen resultados en diferentes ejemplos numéricos. El elemento pasa la prueba de la parcela y los resultados numéricos no muestran dificultades en mallas irregulares.