Elementos Finitos

The development and innovation of Science, specifically in the branch of construction in Civil engineering, has led the implementation of new alternatives in analysis, design and construction of industrial buildings. For this reason, in this research it was proposed to carry out a study of structural behavior of two types of self-supporting roofs: flat and circular, which were analyzed using computational tools for simulation through finite elements, in which initially the structure made up of columns, beams and steel sheets was completely modeled with an equivalent cross section, which made up the self-supporting roofs; then only the steel sheets with real cross section were discretized, and it was noted that in the extremes were the greatest stresses generated by the application of horizontal and vertical loads; and the maximum displacement of the circular roof was 14.32 % of the flat one.

Una junta fría lisa en el concreto es un plano débil no tratado causado por la interrupción de suministro de mezcla en el vaciado que puede afectar de manera considerable el desempeño de un sistema estructural. En este trabajo se aborda el problema de la generación de juntas frías lisas desde dos perspectivas complementarias a. se cuantifica la disminución de la resistencia debido a la aparición de juntas frías en concreto por medio de un extensivo diseño experimental de cilindros de concreto y b. se propone un modelo constitutivo y se analiza su desempeño para simular el comportamiento esfuerzo – deformación dependiente del tiempo del concreto en condiciones de carga (viscosidad) y no carga (fraguado). Se encuentran pérdidas de resistencia máxima de más del 30% para cilindros de concreto con juntas frías diagonales comparadas con cilindros sanos en tanto que los cilindros de concreto con junta fría horizontal no presentan disminución de resistencia por lo que la disminución de la resistencia depende de la orientación de la junta fría con relación a la dirección de los esfuerzos principales. Este aspecto tiene su explicación en la propuesta del modelo constitutivo de tipo viscoso –reactivo capaz de simular los resultados de la campaña experimental. Este trabajo abre la posibilidad de hacer modelación numérica de problemas de valor de contorno de estructuras que presenten una junta fría y de esta manera estudiar su influencia en la estabilidad global

This paper aims to show, through three-dimensional numerical analysis on finite element method, the effect that the twin tunnel causes on the convergence profile considering several constitutive models of rockmass: elastic, elastoplastic and viscoplastic. The elastic and viscoelastic constitutive models for the lining are considered. For the viscoelastic constitutive model of the lining, the concrete creep and shrinkage are considered. For the case studied in this paper a difference in the magnitude of the convergence profile of up to 9% for the twin tunnel was observed, considering the rockmass and the lining with elastic behavior. For the other models, plastic rockmass with elastic lining, viscoplastic rockmass with elastic lining and viscoplastic rockmass with viscoelastic lining, minor differences were observed. Considering the viscoplastic rockmass, the presence of the viscoelastic lining increased the deformations by about 20% (at the end of tunnel construction) and by about 40% in the long-term behavior, in relation to the elastic lining.

Comprender el comportamiento de la presión plantar en adultos mayores y los factores que influyan sobre la misma es de interés considerando el acelerado envejecimiento  de  la  población.  En  este  trabajo  se  realizó  una  simulación  3D  del  pie  humano  durante  la  marcha  utilizando  el  método  de  los  elementos  finitos,  para  el  estudio  se  utilizaron  los  datos  de  varios  adultos  mayores,  el promedio  nacional  de  adultos  mayores  y  un  individuo  joven  como  control.  Se  obtuvo la presión pico y el área de contacto, encontrando que existen parámetros intrínsecos que modifican la huella plantar en un adulto mayor, como el peso y la estatura, a mayor peso mayor presión pico, y a mayor estatura menor región de contacto. Los hombres presentan mayor área de contacto durante la marcha que las mujeres. Este estudio encontró valores de presión pico promedio en los adultos mayores, 7,325 ± 3,97 psi en la fase de apoyo de talón, 14,25 ± 1,60 psi en la fase de transferencia de carga y 16 ± 7,77 psi en la fase de despegue de talón.

Resumen El objetivo de este trabajo fue la determinación del estado de los esfuerzos dinámicos en varios modelos del soporte del sistema de pilotaje automático de un tren subterráneo con el empleo del Método de los Elementos Finitos a partir de la densidad espectral de potencia de las cargas y las aceleraciones máximas determinadas con anterioridad en evaluaciones extensométricas realizadas al mismo, teniendo en cuenta las frecuencias propias de oscilación del conjunto de alta frecuencia (High Frequency, HF). Como resultado de esta investigación se determinó que los altos valores de tensiones que aparecieron en este elemento fueron la causa de la aparición de las grietas y su desarrollo trajo como consecuencia la aparición de elevados niveles de vibraciones, lo que conllevó al descontrol en el funcionamiento del sistema y la necesidad de su reparación o sustitución prematura. Se diseñó y analizó un nuevo modelo de soporte, más rígido, donde conjuntamente con la elevación de la resistencia, se mejora notablemente su comportamiento ante las cargas dinámicas. Abstract The objective of this work was the determination of the state of the dynamic loads in several models of the support of the system of automatic pilotage of an underground train with the employment of the Method of the Finite Elements starting from the spectral density of power of the loads and the maximum accelerations determined previously in extensometrics evaluations carried out to the same one, keeping in mind the frequencies characteristic of oscillation of the group of high frequency (HF for its initials in English). As a result of this investigation it was determined that the high values of tensions that they appeared in this element they were the cause of the appearance of the cracks and its development resulted in the appearance of high levels of vibrations, what bore to the decontrols in the operation of the system and the necessity of its repair or premature substitution. It was designed and a new model of support, more rigid, analyzed where together with the elevation of the resistance, is improves her behavior notably before the dynamic loads.

Em anos recentes, os processos de conformação de chapas automotivas têm sido drasticamente modificados. A utilização de equipamentos de medição metrológicos óticos sem contato e respectivos softwares baseados em fotogrametria, bem como o uso de programas de simulação de estampagem baseados no Método dos Elementos Finitos (FEM), estão se tornando uma rotina no desenvolvimento de ferramentais de estampagem, visto que a confiabilidade, precisão de resultados e facilidade de uso em relação à topologia superficial do ferramental, representou um grande salto tecnológico. Entretanto, por maior que tenha sido o avanço, persistem ainda problemas relacionados ao custo benefício quanto à adoção de certas técnicas e a possibilidade de utilizar ambos os sistemas de forma a um complementar o outro. Neste sentido, o objetivo desta tese é analisar o processo de conformação de chapas utilizando simulação computacional e engenharia reversa como ferramentas integradas no desenvolvimento e construção d...

Se diseña y construye un reactor discontinuo para
obtener biodiésel a partir de aceite de fritura en condiciones subcríticas con la intención de reducir el tiempo
de reacción al mínimo posible. El proceso de diseño
se centra en la selección del material y la verificación
de su resistencia mediante un análisis FEM a partir
de un diseño experimental DOE. Se consideran tres
niveles de presión, temperatura y espesor de pared,
respectivamente, y un factor categórico material a
dos niveles. Los resultados obtenidos permiten determinar que el material apropiado para la manufactura
del reactor es acero inoxidable 304 con un factor de
seguridad de diseño de 1. Para el proceso de construcción del sistema es necesario también la selección de
todos los componentes complementarios. Las pruebas
finales de funcionamiento muestran que es posible obtener el biocombustible en el reactor discontinuo con
un grado de conversión del 88 % de manera segura
en un rango de 5 a 8 minutos.

El desarrollo de nuevos métodos para determinar
las propiedades térmicas de materiales compuestos
está siempre en constante avance. En este estudio se
propone un método unidimensional para el cálculo
numérico de la conductividad y difusividad térmicas
efectivas en materiales sólidos heterogéneos (compuestos),
entre [10–20 °C], mediante el uso del programa
Solidworks® 2016, el cual se basa en el método
de cálculo de elementos finitos. Primero, se obtiene la
distribución de temperatura en función de la coordenada
y el tiempo; luego, se ajusta el modelo teórico,
la ecuación parabólica de difusión del calor en una
dimensión, a los datos obtenidos en la simulación
para obtener la solución. Inicialmente, se modela la
distribución de temperatura en una barra sólida de
cobre homogénea, material conocido, bajo un flujo
de calor constante en x = L, arrojando valores de
conductividad y difusividad térmicas de acuerdo con
los reportados en la literatura, con un error relativo
de 0,01 % y 0,7 % respectivamente.