Un elemento finito hexaédrico tridimensional de 8 nodos y un elemento estructural de 1D y 2 nodos para vigas de Timoshenko, ambos basados en interpolación de Hermite, en un rango lineal
Autores: López Machado, Nelson Andrés; Vielma Pérez, Juan Carlos; López Machado, Leonardo Jose; Montesinos Machado, Vanessa Viviana
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un elemento finito hexaédrico tridimensional de 8 nodos y un elemento estructural de 1D y 2 nodos para vigas de Timoshenko, ambos basados en interpolación de Hermite, en un rango lineal
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Elemento finito
Hexaedro de 8 nodos
6 grados de libertad
Polinomios de Hermite
Teoría de Timoshenko
Efectos de flexión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 39
Citaciones: Sin citaciones
El siguiente artículo presenta la elaboración y los resultados obtenidos a partir de un elemento finito 3D, del tipo hexaedro de 8 nodos con 6 grados de libertad (DOF) por nodo (48 DOF por elemento) basado en polinomios hermitianos de tercer grado, y de un elemento estructural de 2 nodos, con 6 DOF por nodo (12 DOF por elemento), basado en polinomios hermitianos de tercer grado y la teoría de Timoshenko para vigas. Este artículo tiene dos propósitos; el primero es la formulación de un elemento finito capaz de capturar efectos de flexión, y el segundo es verificar si es posible obtener la deformación de la sección transversal de una viga de un miembro estructural de tipo viga, basándose en las deformaciones de su eje. Los resultados obtenidos mostraron que el elemento finito hexaedro de 8 nodos fue capaz de reproducir resultados satisfactorios al simular algunos casos de vigas con diferentes contornos y condiciones de carga, obteniendo errores entre el 1% y el 4% en comparación con el software ANSYS, versión educativa. En cuanto al elemento estructural de tipo viga, reprodujo resultados que no fueron tan precisos como el FE Hexa 8, presentando errores entre el 6% y el 7% con respecto al eje pero con un redondeo de errores entre el 10% y el 20%.
Descripción
El siguiente artículo presenta la elaboración y los resultados obtenidos a partir de un elemento finito 3D, del tipo hexaedro de 8 nodos con 6 grados de libertad (DOF) por nodo (48 DOF por elemento) basado en polinomios hermitianos de tercer grado, y de un elemento estructural de 2 nodos, con 6 DOF por nodo (12 DOF por elemento), basado en polinomios hermitianos de tercer grado y la teoría de Timoshenko para vigas. Este artículo tiene dos propósitos; el primero es la formulación de un elemento finito capaz de capturar efectos de flexión, y el segundo es verificar si es posible obtener la deformación de la sección transversal de una viga de un miembro estructural de tipo viga, basándose en las deformaciones de su eje. Los resultados obtenidos mostraron que el elemento finito hexaedro de 8 nodos fue capaz de reproducir resultados satisfactorios al simular algunos casos de vigas con diferentes contornos y condiciones de carga, obteniendo errores entre el 1% y el 4% en comparación con el software ANSYS, versión educativa. En cuanto al elemento estructural de tipo viga, reprodujo resultados que no fueron tan precisos como el FE Hexa 8, presentando errores entre el 6% y el 7% con respecto al eje pero con un redondeo de errores entre el 10% y el 20%.