Estudio por medio de elementos finitos de la concentracion de esfuerzos en piezas mecanicas

Abstract

La presente Memoria tiene por finalidad hacer un estudio de la concentración de esfuerzos en entalles a través del método de elementos finitos. Debido a que los problemas de entalles son difíciles de analizar analíticamente se eligió esta técnica numérica y se ocupó el programa comercial ABAQUS de elementos finitos. Se realizó un análisis de elementos finitos de dos tipos de entalles y que son comunes en problemas de Ingeniería: una placa perforada y el contacto entre un pasador y una placa. También se realizo un análisis de distribución de presiones en el agujero simulando el comportamiento del contacto entre una placa y pasador. Estos problemas se modelaron según la simetría del componente, aplicando condiciones de borde, una malla optima, con un afinamiento en los entalles, para así obtener resultados cercanos a los teóricos. Para probar la efectividad de la metodología se comparó los resultados numéricos con los teóricos. También se comparó los resultados entregados por ABAQUS entre modelos en 3-D y 2-D para lo cual el modelo en 3-D se aproximo más a los resultados teóricos. El modelo en 3-D tiene un costo alto de trabajo, resultados excelentes y resultados tridimensionales, en cambio el modelo en 2-D tiene un costo bajo de trabajo y resultados buenos. Esto permitió concluir que para modelar un óptimo problema se debe: o Hacer una malla con elementos adecuados y realizar un afinamiento en las zonas críticas (entalles). o Modelar en 3-D para problemas en que se requieran una gran exactitud porque entregan resultados más exactos que el modelo en 2-D.