Matemáticas en el modelado de elementos finitos de mecánica computacional de contacto por fricción 2021-2022
Autores: Pop, Nicolae; Marin, Marin; Vlase, Sorin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Matemáticas en el modelado de elementos finitos de mecánica computacional de contacto por fricción 2021-2022
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Ingeniería
Estructuras
Componentes
Modelado por elementos finitos
Ingeniería mecánica
Mecánica del contacto por fricción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
En la práctica de la ingeniería, las estructuras con componentes o partes idénticas son útiles desde varios puntos de vista: se necesita menos información para describir el sistema; los diseños se pueden conceptualizar más rápido y fácilmente; los componentes se fabrican más rápido que durante el ensamblaje complejo tradicional; y finalmente, el tiempo necesario para lograr la estructura y el costo involucrado en la fabricación disminuyen. Además, el mantenimiento posterior de este sistema se vuelve más fácil y económico. El objetivo de este número especial es brindar una oportunidad a investigadores internacionales para compartir y revisar los avances recientes en la modelización por elementos finitos de la mecánica del contacto por fricción computacional. La modelización numérica en matemáticas, ingeniería mecánica, informática, computadoras, etc., presenta muchos desafíos. El método de elementos finitos aplicado en mecánica de sólidos fue diseñado por ingenieros para simular modelos numéricos con el fin de reducir los costos de diseño de prototipos, pruebas y mediciones. Este método inicialmente se validó solo mediante mediciones, pero dio resultados alentadores. Tras el descubrimiento de los espacios de Sobolev, se obtuvieron los resultados mencionados anteriormente y hoy en día numerosos investigadores están trabajando en mejorar este método. Algunas de las aplicaciones de este método en mecánica de sólidos incluyen ingeniería mecánica, diseño de máquinas y dispositivos, ingeniería civil, aeroespacial y automotriz, robótica, etc. El contacto por fricción es un fenómeno complejo que ha llevado a investigaciones en ingeniería mecánica, mecánica de contacto computacional, diseño de materiales compuestos, dinámica de cuerpos rígidos, robótica, etc. Una buena simulación requiere que la dinámica del contacto con fricción se incluya en la formulación del sistema dinámico para que se pueda hacer una aproximación de los fenómenos complejos. Para resolver estos sistemas dinámicos lineales o no lineales, que a menudo tienen términos no diferenciables o discontinuidades, se necesitan software que considere estos métodos numéricos de alto rendimiento y computadoras con una alta potencia de cálculo. Este número especial está dedicado a este tipo de estructuras mecánicas y a describir las propiedades y métodos de análisis de estas estructuras. También se consideran estructuras discretas o continuas en casos estáticos y dinámicos. Además, en estos estudios se utilizan modelos teóricos, métodos matemáticos y análisis numérico de estos sistemas, como el método de elementos finitos y métodos experimentales. La construcción de máquinas, la ingeniería automotriz, aeroespacial y civil son las principales áreas en las que aparecen estas aplicaciones, pero también se pueden encontrar en la mayoría de otros campos de la ingeniería. Con este número especial, queremos difundir conocimientos entre investigadores, diseñadores, fabricantes y usuarios en este emocionante campo.
Descripción
En la práctica de la ingeniería, las estructuras con componentes o partes idénticas son útiles desde varios puntos de vista: se necesita menos información para describir el sistema; los diseños se pueden conceptualizar más rápido y fácilmente; los componentes se fabrican más rápido que durante el ensamblaje complejo tradicional; y finalmente, el tiempo necesario para lograr la estructura y el costo involucrado en la fabricación disminuyen. Además, el mantenimiento posterior de este sistema se vuelve más fácil y económico. El objetivo de este número especial es brindar una oportunidad a investigadores internacionales para compartir y revisar los avances recientes en la modelización por elementos finitos de la mecánica del contacto por fricción computacional. La modelización numérica en matemáticas, ingeniería mecánica, informática, computadoras, etc., presenta muchos desafíos. El método de elementos finitos aplicado en mecánica de sólidos fue diseñado por ingenieros para simular modelos numéricos con el fin de reducir los costos de diseño de prototipos, pruebas y mediciones. Este método inicialmente se validó solo mediante mediciones, pero dio resultados alentadores. Tras el descubrimiento de los espacios de Sobolev, se obtuvieron los resultados mencionados anteriormente y hoy en día numerosos investigadores están trabajando en mejorar este método. Algunas de las aplicaciones de este método en mecánica de sólidos incluyen ingeniería mecánica, diseño de máquinas y dispositivos, ingeniería civil, aeroespacial y automotriz, robótica, etc. El contacto por fricción es un fenómeno complejo que ha llevado a investigaciones en ingeniería mecánica, mecánica de contacto computacional, diseño de materiales compuestos, dinámica de cuerpos rígidos, robótica, etc. Una buena simulación requiere que la dinámica del contacto con fricción se incluya en la formulación del sistema dinámico para que se pueda hacer una aproximación de los fenómenos complejos. Para resolver estos sistemas dinámicos lineales o no lineales, que a menudo tienen términos no diferenciables o discontinuidades, se necesitan software que considere estos métodos numéricos de alto rendimiento y computadoras con una alta potencia de cálculo. Este número especial está dedicado a este tipo de estructuras mecánicas y a describir las propiedades y métodos de análisis de estas estructuras. También se consideran estructuras discretas o continuas en casos estáticos y dinámicos. Además, en estos estudios se utilizan modelos teóricos, métodos matemáticos y análisis numérico de estos sistemas, como el método de elementos finitos y métodos experimentales. La construcción de máquinas, la ingeniería automotriz, aeroespacial y civil son las principales áreas en las que aparecen estas aplicaciones, pero también se pueden encontrar en la mayoría de otros campos de la ingeniería. Con este número especial, queremos difundir conocimientos entre investigadores, diseñadores, fabricantes y usuarios en este emocionante campo.