Aplicación del método de elementos finitos en diseño estructural

Abstract

Uno de los objetivos más buscados en el diseño de componentes mecánicos es determinar los esfuerzos producidos en distintos puntos de una estructura sometida a diferentes condiciones de carga y de operación. Soluciones analíticas para este problema existen solo para geometrías y cargas simples. En la realidad, los problemas estructurales son más complejos, los cuales plantean complicadas ecuaciones diferenciales y condiciones de borde que, en muy pocos casos, es posible llegar a su solución analítica. En los últimos años, debido esencialmente al gran desarrollo de la computación, se han desarrollado paquetes computacionales basados en métodos numéricos de cálculo, como el Método de Elementos Finitos (M.E.F.). Este trabajo trata de la aplicación del Método de Elementos Finitos a problemas de transferencia de calor en función del tiempo, con algunas aplicaciones al análisis termoelástico. Los problemas estudiados son básicamente tres: estudio termoelástico de una viga sometida a un gradiente interno de temperaturas en función del tiempo; estudio termoelástico de un disco sometido a un gradiente radial de temperaturas en función del tiempo; y estudio de flujos térmicos en uniones soldadas.