Introducción a Abaqus - Universidad Politécnica de Madrid
Introducci´on a Abaqus Ignacio Romero ETSI Industriales, Universidad Polit´ecnica de Madrid Elementos finitos Contenidos 1 Elementos finitos 2 Abaqus 3 Uso Abaqus Uso Elementos finitos Abaqus Uso C´odigos de elementos finitos • ¿Qu´e es el m´etodo de los elementos finitos? . Es un m´etodo num´erico que sirve para aproximar la soluci´ on de (muchos tipos de) ecuaciones en derivadas parciales, entre ellas las de la mec´ anica de s´ olidos. . Es el m´etodo m´ as empleado para c´ alculo y simulaci´ on dentro de la ingenier´ıa mec´ anica, civil, aeroespacial, de materiales, ... . Permite aproximar con precisi´ on arbitraria multitud de problemas en mec´ anica de s´ olidos: el´ asticos e inel´ asticos, estacionarios y transitorios, lineales y no lineales • ¿Qu´e c´ odigos de elementos finitos hay disponibles en el mercado/internet? . Comerciales: Abaqus, Ansys, Nastran, Adina, LS-Dyna, etc . Libres: Muchos desarrollados por universidades y organismos p´ ublicos. Elementos finitos Aplicaciones Abaqus Uso Elementos finitos Aplicaciones Abaqus Uso Elementos finitos Abaqus Uso Abaqus • Abaqus es un programa de elementos finitos comercializado por la empresa francesa Dassault Syst`emes • Es uno de los programas de EF m´as usados en el mundo, especialmente para c´alculos no lineales de s´ olidos deformables. • En Espa˜ na est´a lo distribuye la empresa Principia S.A. • Una licencia anual del problema completo cuesta miles de euros cada. • Dassault ofrece una versi´ on de estudiantes completamente gratuita para estudiantes matriculados y profesores. Elementos finitos Abaqus Uso ¿Qu´e problemas se pueden resolver con Abaqus Abaqus ha crecido much´ısimo: incialmente era un c´ odigo de c´alculo para problemas de mec´anica de s´ olidos pero ahora tiene much´ısimas posibilidades. Por ejemplo: • Modelado CAD con malladores autom´aticos. • Problemas estacionarios o transitorios, impl´ıcitos o expl´ıcitos. • Problemas lineales o no lineales de s´ olidos y estructuras (vigas, placas, l´aminas). • S´ olidos deformables con peque˜ nas y grandes deformaciones. • Contacto, impacto, enlaces multicuerpo, restricciones, ... • Materiales el´asticos, viscoel´asticos, elastpl´asticos, visco-elasto-pl´asticos, fractura, materiales compuestos, muchos criterios de fallo y de rotura, materiales is´ otropos y anis´ otropos, efectos t´ermicos, ... Elementos finitos Abaqus Aplicaciones https://www.youtube.com/watch?v=fmKKFkREu8Q Uso Elementos finitos Abaqus Uso ¿C´omo se resuelve un problema mec´anico con Abaqus? Preprocess Solution Postprocess Elementos finitos Preproceso En el prepreproceso se definen: • La geometr´ıa de la pieza o piezas • La malla de elementos finitos • Los materiales • Las cargas • Las condiciones de contorno Abaqus Uso Elementos finitos Abaqus Soluci´on En la fase de soluci´ on se escoge: • El tipo de problema (est´atico/transitorio, lineal/no lineal). • El m´etodo de resoluci´ on de las ecuaciones (NR, cuasi, ...) • Los pasos de soluci´ on (“steps”) • El n´ umero de procesadores que se pueden utilizar. y se lanzan los c´alculos. Uso Elementos finitos Abaqus Postproceso En la fase de postproceso: • Se visualizan los campos en la soluci´ on (tensiones, deformaciones, temperatura, ...). • Se observa la pieza deformada. • Se generan animaciones para visualizar la evoluci´ on de los campos. • Se vuelcan a disco o generan gr´aficas cartesianas de la evoluci´on de las variables en un punto, puntos, o globales (energ´ıa, disipaci´on, etc) Uso Elementos finitos Abaqus Uso Abaqus CAE Abaqus ofrece la posibilidad de crear ficheros de an´alisis “a mano” o de ulizar un entorno gr´afico o Abaqus CAE. En el CAE, todas las funciones de Abaqus se pueden acceder de forma gr´afica. Elementos finitos Ventana de Abaqus CAE Abaqus Uso Elementos finitos Ventana de Abaqus CAE Abaqus Uso Elementos finitos Abaqus Uso Abaqus Student version • Es una versi´ on completa del c´ odigo, con una u ´nica limitaci´on: s´olo 1000 elementos. • Se pueden emplear todos los tipos de materiales, y formulaciones muy sofisticadas • La limitaci´ on de 1000 elementos se nota sobre todo en problemas 3D. Elementos finitos Abaqus Uso M´as informaci´on • http://www.3ds.com/products-services/simulia/products/abaqus/ • http://bigmac.mecaest.etsii.upm.es/Site/MSD.html • http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_finite_element_software_ packages Introducci´on a Abaqus Ignacio Romero ETSI Industriales, Universidad Polit´ecnica de Madrid
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