ELEMENTO DE VIGA (BEAM ELEMENT) La metodología general

ELEMENTO DE VIGA (BEAM ELEMENT)
La metodología general para la utilización del elemento de viga coincide en
muchos aspectos con los ya desarrollados en la guía del elemento de barra. Las
etapas de preproceso, cálculo y postproceso mantienen la misma estructura.
Se procede entonces a comentar los apartados en los cuales existe una marcada
diferencia. (No se repiten todos los pasos a realizar, solo los más significativos)
ETAPA DE PREPROCESO
Selección del tipo de elemento
Main Menu > Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete
Add > Library of elements type > Beam > 3D finite strain > OK > close
La descripción del elemento se encuentra detallada en el help
Preprocessor > Utility menu > Help > beam188 >BUSCAR
Theory reference / Element library / BEAM188
Introducción de las áreas, momentos de inercia y espesores
A diferencia del elemento de barras, este elemento, BEAM188, no requiere
constantes reales.
Main Menu > Preprocessor > Sections > Beam > Sub-Tipe
 Introducir todos los parámetros geométricos requeridos.
 Crear tantos tipos como sean necesarios
El material y la geometría se introducen como en el caso de barras.
Generación de la malla
El propósito es generar los elementos y nodos en el sentido amplio. La
ventana para proporcionar los parámetros requeridos se obtiene con el
siguiente comando
Main Menu > Preprocessor > Meshing > MeshTool
Ahora se procede a seleccionar: el tipo de elemento, el tipo de constantes
reales y el tipo de material.
Element attributes > Global > set (click)
Seleccionar el tipo de elemento, material y conjunto de constantes reales.
Size controls > Lines > set (click)
Seleccionar las líneas correspondientes.
Element sizes on picked lines
Introducir el número de divisiones adecuado
Estos pasos se repiten tantas veces como sets.
Para ver la lista de los elementos
Utility Menu > List > Elements > Nodes + Attributes
Para ver la lista de nodos
Utility Menu > List > Nodes
Condiciones de frontera
Desplazamiento impuesto
Similar al caso de barras. Tener en cuenta que en el caso de vigas existe
un grado de libertad adicional que es la rotación.
Se utiliza el siguiente comando:
Main Menu > Preprocessor > Loads > Define Loads > Apply > Structural >
Displacement > On Keypoints
Se procede a seleccionar cada punto de referencia (keypoint) y definir el
tipo de imposición:
ALL DOF
: se restringe el desplazamiento en las dos direcciones
UX
: se restringe el desplazamiento en la dirección X
UY
: se restringe el desplazamiento en la dirección Y
ROTZ
: se restringe la rotación
Apply as: Constant value
VALUE displacement value 0.0
para verificar que se han impuesto correctamente
Utility Menu > List > Loads > DOF constraints > On All Keypoints
Salve la información
Toolbar > SAVE_DB
Aplicación de las cargas
Main Menu > Preprocessor > Loads > Define Loads > Apply > Structural
>Pressure > On Beams
Se procede a seleccionar las líneas sobre las que existe una distribución de
cargas aplicada.
LKEY=2
VALI = introducir valor numérico
VALJ = introducir valor numérico
La posibilidad de incluir dos valores permite que la carga varíe a nivel
elemental y en general a nivel de la línea.
Verificación de las cargas
Utility Menu > List > Loads > Surfaces > On All nodes
Salve la información
Toolbar > SAVE_DB
ETAPA DE CÁLCULO
Main Menu > Solution > Solve > Current LS
Una vez ejecuta el anterior comando aparece una ventana a manera de resumen
sobre el cálculo que se desea realizar, luego se hace click en OK.
Si la ejecución se realiza correctamente debería aparecer el mensaje
Solution is done!
3) ETAPA DE POSTPROCESO
En esta etapa se observan y analizan los resultados obtenidos
Main Menu > General Postproc
Obtención de la deformada del cuerpo
Main Menu > General Postproc > Plot Results > Deformed Shape
Seleccione
Def + undeformed, click OK.
La deformada se muestra con línea continua mientras que la no deformada
aparece con línea a trozos. El valor DMX representa el valor del
desplazamiento máximo. Obsérvese que la deformada está normalmente
amplificada para que se pueda apreciar su efecto.
Para guardar la deformada en un fichero:
Utility Menu > PlotCtrls > Hard Copy > To File
Seleccione el formato y elija un nombre para el fichero, luego OK. El fichero
se guarda en el directorio de trabajo.
Para animar la deformación
Utility Menu > PlotCtrls > Animate > Deformed Shape
Listas de resultados
Para interpretar las tablas de resultados es necesario obtener la numeración de
nodos y elementos a los que se hace referencia. Para obtener esta numeración
ejecute el siguiente comando:
Utility Menu > PlotCtrls > Numbering
Ahora, active Node numbers y dentro de Elem/Attib numbering, seleccione
Element numbers, luego OK.
Desplazamientos en distintos nodos
Main Menu > General Postproc > Query Results > Subgrid Solu
DOF Solution. Translation UY. OK
Seleccionar diferentes nodos
Momento flector, Esfuerzos: axial y cortante
Momento flector: SMISC 3 y 16
Esfuerzo axial: SMISC 1 y 14
Esfuerzo cortante: SMISC: 6 y 19
Estos son los datos correspondes al grupo que identifica a la variable y su
número de referencia dentro del grupo (consultar help).
Se procede a construir las tablas de dichas variables. Recordar los siguientes
pasos, para el caso del momento flector:
Main Menu > General Postproc > Element table > Define table > add
dentro de ventana:
lab user label for item: MI
Item: By sequence num
Comp Results Data item: SMISC, 3
Apply
lab user label for item: MJ
Item: By sequence num
Comp Results Data item: SMISC, 16
Apply
Realizar pasos similares para los otros esfuerzos.
Para visualizar los diagramas:
Main Menu > General Postproc > Plot Results > Contour Plot > line elem res
LabI, element table item at node I=MI
LabI, element table item at node I=MJ
Para visualizar la sección transversal:
PlotCtrls>Style>Size and Shape>Display on element>On
OBSERVACIÓN
Recordar que en caso de error, muchos de los mensajes quedan escondidos en la
pantalla que se encuentra detrás del workspace.