AutoFEM Análisis del pandeo (de la estabilidad)

El análisis del pandeo (de la estabilidad) es útil durante el diseño de estructuras, la operación de cuales implica un impacto duradero sobre la intensidad de unas cargas diferentes. Con este módulo el usuario puede evaluar el margen de seguridad para la llamada “Carga crítica” - carga en la que el diseño puede sufrir un salto significativo de deformación in-elástica, lo que conduce a su destrucción o a unos daños graves.

En el diálogo de los parámetros del problema de la estabilidad puede determinar el número de formularios de estados de equilibrio que deben ser determinados, así como ajustar el cálculo.

Como resultado del análisis del pandeo, usted obtendrá los valores de los coeficientes de las cargas críticas en las que hay pérdida de estabilidad, así como las formas apropiadas de la inestabilidad.
El factor de carga crítica significa el valor estimado del coeficiente que refleja la carga aplicada sobre el producto y el valor real de la carga crítica, fuerza el sistema a un nuevo equilibrio. Por ejemplo, la fuerza distribuida de 1.000 N está aplicada al modelo. El ratio de la carga crítica según los resultados del cálculo fue 109,18. Esto significa que la primera forma de equilibrio estable para este modelo tiene una carga crítica de 109.180 N.
El desplazamiento relativo (modo de pandeo) define la forma del estado de equilibrio de la estructura correspondiente a una cierta carga crítica. Formas de estados de equilibrio que se muestran en la ventana del post-procesador el cálculo, representan el desplazamiento relativo. Durante el análisis de estas formas usted puede sacar conclusiones sobre la naturaleza de los desplazamientos en las situaciones de inestabilidad. Conocimiento de la forma prevista del equilibrio a una cierta carga crítica, por ejemplo, puede ayudar que especificar la fijación adicional o apoyar en el campo del diseño que corresponde al pico de esta forma de vibraciones que conducen a un cambio efectivo en las propiedades espectrales del producto.

Las formas de los estados de equilibrio correspondientes a la quinta y octava carga crítica de la construcción.

Inicio rápido de AutoFEM Análisis de pandeo

(paso a paso las instrucciones y manuale)

¡Bienvenidos!

 

Esta lección le ayudará a realizar:

• el análisis de pandeo de la estructura sometida a cargas especificadas;
• cálculo de la carga mínima a la que la estructura pierde la estabilidad mediante la ayuda del AutoFEM Análisis.

Usted aprenderá a:

crear el problema de pandeo;
crear una malla de elementos finitos;
especificar los materiales;
especificar las cargas y restricciones;
obtener resultados de cálculo en la forma de las parcelas de color.

 

Creación del estudio de análisis de pandeo

Paso 1: Creación del estudio de análisis de pandeo

Abra el modelo de ejemplo para empezar a trabajar.

Vamos a realizar el análisis de pandeo de la estructura que se muestra en la imagen. La estructura está sometida a la fuerza cuya magnitud es de 300 kgf (o 2941,995 N).

El equilibrio de la estructura estáticamente cargado se llama estable si para pequeñas perturbaciones de cargas, la estructura experimentará las pequeñas deformaciones. En ciertos casos de carga de la estructura, la pérdida de la estabilidad se puede producir, es decir, los pequeños cambios en el aplicado a las cargas del sistema de plomo a grandes deformaciones de la estructura, que van más allá de los supuestos teoría lineal de elasticidad.

Las cargas en los que la pérdida de estabilidad ocurre se denomina crítico. En algunas situaciones, la carga crítica puede ser mucho menor que la carga a la que la estructura pierde su fuerza (análisis estático).

Para crear el problema de pandeo, tenemos que:
1.Abra la ventana de propiedades de Nueva problema con uno de los métodos siguientes:

Línea de comandos:	FEMASTUDY
Menú principal:	AutoFEM | Crear un estudio...
Icono:

2.Selecciona el tipo de estudio ("Análisis de estabilidad") y añada a la lista ("Geometría seleccionada") de un sólido:

3.Cuando la opción "Crear malla..." se activa, después de establecer el problema, el sistema automáticamente se procederá a la creación de mallas de elementos finitos
4.Pulse para la confirmación de la creación de nuevos problemas.

 

Creación de la malla

Paso 2: Creación de la malla de elementos finitos

Después de la configuración del problema, el sistema pasa automáticamente a la creación de mallas de elementos finitos. Para crear manualmente (o modificar) la malla de elementos finitos, necesitamos llevar a cabo la siguiente secuencia de pasos:
1.Abra la ventana de propiedades de la malla por uno de los siguientes métodos:

Línea de comandos:	FEMAMESH
Menú principal:	AutoFEM | Crear una malla...
Icono:

2.Vamos a construir la malla de elementos finitos. La longitud del borde de un elemento no será mayor que 14" mm.

3.Pulse para completar la creación (o modificación) de la malla.
4.En lugar del modelo original, ahora se ve la imagen de la malla. El modelo original no se muestra en ese momento.5.En caso de que sea necesario para ocultar o mostrar de nuevo la malla de elementos finitos, seleccione el elemento de "malla" en la ventana de servicio "Paleta de AutoFEM ", y luego invocar el comando "Ocultar malla" o "Mostrar malla" en el menú contextual (pulsando).

 

Aplicación de carga

Paso 3: Aplicación de carga

Para aplicar la "Fuerza", que necesitamos para llevar a cabo la siguiente secuencia de pasos:
1.Abra la ventana de la carga de propiedades por uno de los métodos siguientes:

Línea de comandos:	FEMAFORCE
Menú Principal:	AutoFEM | Cargas\Restricciones | Fuerza
Icono:

2.En la ventana de propiedades de la "Fuerza":
a) seleccione unas facetas para la aplicación de la carga;
b) seleccione las unidades y la magnitud de la carga (en nuestro caso, el valor es igual a 300 kgf).

3.Pulse para confirmar la creación de la carga.

 

Definición de las restricciones

Paso 4: Definición de las restricciones

La imposición de restricciones en los desplazamientos, es necesario llevar a cabo la siguiente secuencia de pasos:
1.Abra la ventana de propiedades de la Restricción por uno de los siguientes métodos:

Línea de comandos:	FEMAFIX
Menú principal:	AutoFEM | Cargas\Restricciones | Fijación...
Icono:

2.En la ventana de propiedades de la Restricción es necesario:
a) seleccione el tipode la restricción - totalmente fijo;
b) seleccione las entidades que se ve limitada - las facetas;

1.Pulse para confirmar la creación de la restricción.

 

Especifique el material

Paso 5: Especifique el material

Para cada problema del análisis de elementos finitos, es importante especificar correctamente las características del material de la pieza.Para especificar (o modificar) el material, es necesario llevar a cabo la siguiente secuencia de pasos:

1.Abra la ventana del material propiedades mediante la elección del sólido en la ventana de servicio "Paleta de AutoFEM " y realizando el comando "Material ..." en el menú contextual (pulsando la tecla ).

2.Selecciona una biblioteca de materiales (en el grupo "Biblioteca");
3.En la lista de materiales, seleccione, por ejemplo, "Steel AISI 1020";

4.Confirme la selección pulsando la tecla .

 

Trabajando con la ventana "Paleta de AutoFEM"

Todos los estudios del documento y sus componentes se muestran en la ventana de servicio "Paleta de AutoFEM" en la forma del árbol estructurado. Esta ventana aparece automáticamente después de creación del estudio. Si es necesario, puede ser cerrado o muestra de nuevo con la ayuda del comando:

Línea de comandos:	FEMAPAL
Menú principal:	AutoFEM | Paleta de Estudios
Icono:

El elemento "Estudio" combina todos los componentes y los objetos especificados para realizar el cálculo: malla de elementos finitos ("Malla"), las cargas termicas ("Cargas"), las temperaturas ("Restricciones").

La carpeta de "Resultados" está vacía hasta que el cálculo se realizó con éxito.

Resolución del estudio

Paso 6: Resolución del estudio

Después de la construcción de la malla de elementos finitos y la especificación de las restricciones, el cálculo se puede realizar.
Para resolver el problema, la siguiente secuencia de pasos deben llevarse a cabo:

1.Abra la ventana de las propiedades resolvedor por uno de los métodos siguientes:

Línea de comandos:	FEMASOLVE
Menú principal:	AutoFEM | Ejecutar...
Icono:

2.En la página "Cálcolo", para el parámetro "Número de modos de pandeo", seleccione el valor 1 (ya que es importante encontrar el menor carga crítica en la que la estructura pierde su estabilidad);

3.Pulse para iniciar el cálculo.

 

Personalización de los resultados

Después solución satisfactoria del problema Análisis de pandeo, tenemos que analizar los resultados obtenidos para llegar a una conclusión acerca de la estabilidad probable de la estructura. La lista de resultados disponibles para su visualización se muestra en el árbol de problemas en la carpeta de "Resultados". Para ampliar la lista de los resultados mostrados en el árbol de problemas, el usuario tiene que:
1.En el menú contextual haciendo estallar para arriba al pulsarsobre el nombre del problema seleccionado, abra la ventana para la personalización de los resultados (command "Ajustar los resultados ...");

2.Marque los resultados que usted necesita;

3.Pulse .
Para ver el resultado, selecciónelo con problemas en la ventana y seleccione la opción "Mostrar"". También se puede utilizar . El resultado se muestra en una ventana del Post-procesador.

 

Análisis de resultados de cálculo

Paso 7: Análisis de resultados de cálculo

Análisis de las formas de estado de equilibrio.

Abrimos el resultado "Forma 1", que corresponde a la menor carga crítica. Visualmente estimamos lo que el estado deformado de la estructura.

El mínimo crítico factor k de la carga es positiva y mayor que 1 (k = 8,56), por lo tanto, para la carga tal (300 kgf), la pérdida de la estabilidad de la estructura no se producirá.
La carga mínima a la que la estructura pierde su estabilidad se puede calcular de la siguiente manera::

F_critical = k * F, donde F - la magnitud de la carga que se aplica a la estructura.

Así, la carga crítica en la que la estructura considerada pierde su estabilidad es igual a:

F_critical = 8.56 * 2941.995 N ~ 25066 N (or 2556 kgf)

Análisis de las formas de equilibrio estatales nos permite llegar a una conclusión acerca de la dirección y la ubicación de los desplazamientos máximos correspondientes a la carga crítica. Esta información puede utilizarse para la optimización de la estructura para mejorar su estabilidad.

A continuación, para la estructura dada es necesario para realizar el cálculo de la resistencia estática (vea Lección 1). La estructura se somete a la misma fuerza de magnitud 2941.995 N, como para que pandeo análisis. Las restricciones para la estructura no se han modificado así.

De los resultados de cálculo, vemos que para las cargas dadas la estructura es estáticamente robusto. Factor de seguridad por la tensión equivalente es mayor que 1 y mayor más que el factor de carga crítica de pandeo análisis: 34,22 >> 8,56.

 

Generación de un informe

Paso 8: Generación de un informe

El usuario puede crear independiente del documento electrónico de AutoFEM Análisisque incluyen las principales informaciones sobre el problema resuelto. El informe se crea en el formato html. Para crear el informe, el usuario debe:
1.Abra el cuadro de diálogo para personalizar el informe, el comando del menú principal: AutoFEM | Crear informe...;
2.Llene los campos en el grupo "La informatión general";
3.Marcar la casilla correspondiente de los resultados que deben ser incluidos en el informe en la "Lista de los resultados para el informe";
4.Active las opciones "Usar las imágenes de los resultados abiertos" y "Mostrar informe";

5.Al pulsar el botón lleva a la aparición del cuadro de diálogo para guardar el archivo de informe.

¡Felicitaciones!

Usted realizó con éxito el análisis de pandeo de la estructura utilizando el AutoFEM Análisis.

 

Descargar el curso vídeo del módulo de AutoFEM Análisis de pandeo