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Estimación de Error Dinámico en Elementos Finitos de Orden Superior

Autores: Karpik, Anna; Cosco, Francesco; Mundo, Domenico

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Estimación de Error Dinámico en Elementos Finitos de Orden Superior


Categoría

Procesos industriales

Subcategoría

Diseño de procesos industriales

Palabras clave

Método de elementos finitos
Análisis modal
Vibración estructural
Reducción de orden del modelo
Análisis dinámico
Eficiencia computacional

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El Método de Elementos Finitos (FEM) ha surgido como una herramienta poderosa para predecir el comportamiento de productos industriales, incluidos aquellos con geometrías complejas o materiales poco comunes. El Análisis de Elementos Finitos (FEA) se utiliza ampliamente para estudiar aspectos relacionados con la vibración estructural, como el estrés, el desplazamiento y la velocidad. El análisis modal, una técnica estándar para caracterizar el comportamiento vibracional de las estructuras, es esencial para identificar frecuencias de resonancia, optimizar el diseño de componentes y evaluar la integridad estructural. El análisis modal de Elementos Finitos (FE) permite a los ingenieros evaluar numéricamente los parámetros modales, mientras que los esquemas de reducción de orden del modelo (MOR) se utilizan para lograr un equilibrio entre la eficiencia computacional y la precisión, permitiendo una solución más eficiente para el cálculo del análisis dinámico transitorio. Evaluar la precisión y fiabilidad de las soluciones de FE es un aspecto crucial del ciclo de diseño, y los procedimientos de actualización del modelo se emplean comúnmente para maximizar la correlación entre el comportamiento dinámico medido y el predicho. Este estudio investigó la precisión y la eficiencia computacional de formulaciones de FE lineales, cuadráticas y cúbicas hexaédricas para el análisis modal y soluciones dinámicas transitorias. Más específicamente, los resultados documentados demuestran el uso rentable de la norma de energía propia obtenida en soluciones propias como un predictor válido de la precisión reportada utilizando ya sea el criterio de aseguramiento de respuesta en el tiempo (TRAC) o el criterio de aseguramiento de respuesta en frecuencia (FRAC), medido en casos dinámicos transitorios. Además, nuestros resultados también destacan la superior eficiencia computacional de formulaciones de orden superior tanto para las soluciones propias como para las dinámicas transitorias.

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