Elementos Finitos

Presentación

El método de Elementos Finitos (FEA – Finite Element Analisys) tiene múltiples aplicaciones en el análisis y en el diseño en distintos campos de la Ingeniería, tales como en construcciones metálicas, maquinaría industrial e hidráulica, aeronáutica, o automoción, entre otros. El software para la solución de problemas por medio del método de elementos finitos ANSYS, es actualmente usado por diferentes empresas, universidades y centros de investigación en todo el mundo.

Objetivo General

Dar a conocer la teoría básica de los elementos finitos y resolver problemas prácticos de ingeniería.

Específicos

1. Conocer la fundamentación matemática y los conceptos fundamentales del método del elemento finito.

2. Desarrollar habilidad en el modelamiento computacional de problemas reales para que sean resueltos por el método de los elementos finitos.

3. Desarrollar habilidad en el análisis de los resultados generados del FEA (Finite Element Analisys) y así poder si, la aproximación generada es adecuada o se requieren modificaciones del modelo utilizado.

4. Aplicar los conceptos del FEA a la solución de problemas estructurales y térmicos.

Metodología

El curso cubre la teoría básica del método de los elementos finitos para la solución de problemas elásticos lineales en estado estable, unidimensional y bidimensional. Se muestra una formulación general del método de los elementos finitos usando métodos variacionales y método de los residuos ponderados. Se desarrollan ejemplos de soluciones sencillas utilizando códigos de computador en Matlab, y se comparan los resultados usando software libre y comercial.

Luego, se desarrolla la solución de problemas relacionados con la transferencia de calor por conducción, convección y radiación, así como su interacción con problemas estructurales. Estos problemas son analizados en estado estable y transitorio incluyendo problemas de cambio de fase por medio de MATLAB y ANSYS.

Unidades: Fecha de desarrollo

  1. Revisión de Conceptos Previos (04 al 25 de Agosto)
  2. Formulación de Elementos Unidimensionales (01 al 29 de Septiembre)
  3. Armaduras (06 Octubre al 24 de Noviembre)

Otras condiciones

Todos los trabajos y talleres presentados deben incluir la siguiente información

  • El tipo de elementos utilizado
  • El método de discretización
  • Las condiciones de frontera
  • Los resultados obtenidos
  • Comparación con otros resultados
  • Conclusiones

Evaluaciones

Tipo de Evaluación Fecha Porcentaje
Taller Capitulo 2 29 – Septiembre 20 %
Taller Software Estructural 29 -Septiembre 15 %
Taller Capitulo 3 24 -Noviembre 15 %
Taller Software Trans calor y fluidos 24- Noviembre 20 %
Examen Final 21 – Noviembre 15 %
Seguimiento 15 %

Bosquejo Tentativo del Curso

No Fecha Tópico
1 04 Agosto (L) Introducción al método de los elementos finitos
2 06 Agosto (M) Software Analysis: Elemento truss
3 11 Agosto (L) Overview
4 13 Agosto (M) Software Analysis: Elemento beam
5 20 Agosto (M) Software Analysis: Elemento beam
6 25 Agosto (L) Conceptos fundamentales
Relación esfuerzo deformación
Energía potencial y equilibrio. Método Rayleigh-Ritz
7 27 Agosto (M) Introducción a ANSYS
About ANSYS
Finite Element Method
Códigos de ANSYS
2D Static Truss
8 01 Septiembre (L) Álgebra Matricial
9 03 Septiembre (M) ANSYS – Elemento Truss
ANSYS – Elemento Truss usando código
10 08 Septiembre (L) Problemas Unidimensionales
Funciones de MATLAB para Elementos Finitos
11 10 Septiembre (M) ANSYS – Elemento Beam
12 15 Septiembre (L) Matriz de rigidez global
13 17 Septiembre (M) ANSYS – Esfuerzo Plano
14 22 Septiembre (L) Ecuaciones del elemento finito
15 24 Septiembre (M) ANSYS – Esfuerzo Plano
16 29 Septiembre (L) Taller
17 01 Octubre (M) ANSYS – Trans calor unidimensional
18 06 Octubre (L) Tratamiento de las condiciones de frontera
19 08 Octubre (M) ANSYS – Trans calor bidimensional
20 15 Octubre (M) ANSYS – Trans calor bidimensional
21 20 Octubre (L) Flujo de fluido por un ducto infinito
22 22 Octubre (M) Conceptos Generales de ANSYS
Herramientas de modelado
23 27 Octubre (L) Guía de Análisis Térmico para ANSYS
Taller de Transferencia de Calor: Conducción y Convección
24 29 Octubre (M) ANSYS – Trans calor Bidimensional
25 5 Noviembre (M) Caso de Estudio
Guía de análisis de fluidos CFD
Tutorial Convección
26 10 Noviembre (L) Armaduras tridimensionales
27 12 Noviembre (M) ANSYS – Flujo de fluidos
28 19 Noviembre (M) ANSYS – Flujo de fluidos
29 24 Noviembre (L) Taller Cap. 3
30 26 Noviembre(M) Taller ANSYS – Flujo

Links de interes

Institución Tipo de problemas y contenido
University of Alberta Ansys utilities, basic, intermediate and advenced tutorials
University Carnegie Mellon Estructurales, termicos, fluidos y vibraciones
University of Texaz ar Arlington Estructurales y termicos
Cornell University, Ithaca, NY Estructurales
University of Kentucky Transferencia de calor, fluidos, estatica, mecánica de solidos y vibraciones
University Carnegie Mellon Transferencia de calor y fluidos
Burlington, Ontario, Canada Tips and tricks
Physics Forums Lista de enlaces
CAD/CAM/CAE links Free tutorial

Otros recursos

17 comentarios »

  1. Manuel Anotreeras Canchan Said:

    Hola como esta, quisiera informacion donde puedo recibir el curso que dicta si yo estoy en peru y en donde me escribo haci como cuosto del curso, soy estudiante de ing. mecanica de fluidos de la universida nacional mayor de san marcos – lima – peru

  2. Jorge Alberto Said:

    A quien correponda.

    Soy Ing. Mecanico y me desempeño en el laboratorio de Ingenieria de una empresa de clase mundial.

    Por necesidades personales y del negocio, tengo el interes de obtener una capacitacion en el uso y aplicacion del Elemento Finito.

    Estoy en la frontera de Mexico con E.U.

    Que necesito hacer para obtener el curso?
    En donde se desarrolla?

    Estare muy agradecido de su pronta respuesta.

    Gracias

  3. Alfonso Cubillos Said:

    Que tal Manuel y Jorge,

    me agrada mucho saber que están interesados en el tema y se interesan por la información que se pueda presentar.

    Les cuento que este curso es uno de los que se ofrece a los estudiantes del programa de Ing. Mecánica de Universidad de Ibagué (Colombia). Normalmente alternamos la oferta de este curso (finitos) con el curso de Cad. Afortunadamente para el semestre B del 2008 (comienza en Agosto y termina en noviembre) ofreceremos de nuevo este curso.

    Si les interesa, les podría ir enviando la información, los ejemplos y ejercicios a medida que avancemos en el curso. Es como un curso “virtual”. ¿Les parece?

    Estaré atento a sus comentarios.

  4. Gustavo Romero Said:

    hola soy gustavo y estoy estudiando ing. mecanica, soy de Tlaxcala, Mexico y me interesa saber mas de este curso bueno en si mas de este tema, es mas quiero hacer mi tesis acerca de este metodo pero usando el software CATIA pero no tengo mucha informacion y quisiera saber si podrian ayudarme

  5. OMAR EDUARDO PERDOMO Said:

    me gustaqria saber mas sobre los cursos de solidwork, katia, doseño de maquinas y todo lo relacionado con el diseño

  6. Franklin Broncano Said:

    hola ,soy egresado de matematica pura de la universidad de ancash,quisiera recibir clases de elementos finitos y sus difrentes aplicaciones ,acabo de hacer una tesis sobre elementos finitos en su forma abstracta y quisiera su aplicacion en la ingenieria ,donde se puede recibir clases

  7. Joel Vaca Diez Said:

    A quien corresponda : soy Mecanico General T.S. me interesa mucho sobre La teoría de los elementos finitos estoy por diseñar un chasis y necesitaria el curso u orientacion para poder calcularlo y las pautas para poder hacer un curso a distancia

  8. Hugo Baez Said:

    Me interesa aprender a manejar Ansys sobre todo sobre el aspecto termico. Quiero saber como puedo tomar este curso. Me puedes enviar información o como se contacta para obtenerla

  9. Sixto Acuna Said:

    Tengo interes en aprender sobre elementos finitos, y su aplicacion para el modelamiento de presas.
    Cuando se dictara el curso de E. F., costos.

    24/03/10.

  10. Germán Brugnaro Said:

    Buenas tardes. Soy Ingeniero mecánico y estoy interesado en hacer un curso de FEM, trabajo en diseño con Solid Works. Quisiera saber si se puede hacer en forma virtual, que costo tiene y que condiciones se deben reunir para hacer este curso.
    Desde ya muchas gracias.

  11. Gema Montoya Said:

    Hola!

    Soy Ing. Civil y radico en Sonora, México, actualmente trabajo en la realizacion de proyectos estructurales sensillos, quisiera poder tener acceso a un curso como este, o minimo a la inforacion que se maneja, me ineteresa tomar el curso aunqe este sea a distancia.

  12. victor enrique callata jahuallanca Said:

    hola como estan,,soy estudiante de ingenieria civil en peru,,y la verdad que el tema de elementos finitos es un tema del cual estoy muy interesado aprender,,me gustaria saber como puedo participar de este curso y si me pueden mandar informacion acerca de el,,graxias,,,

  13. Germán Brugnaro Said:

    Buenas tardes. Soy Ingeniero mecánico y estoy interesado en hacer un curso de FEM, trabajo en diseño con Solid Works. Quisiera saber si se puede hacer en forma virtual, que costo tiene y que condiciones se deben reunir para hacer este curso.
    Vivo en Córdoba, Argentina.
    Desde ya muchas gracias

  14. Yuri Eduardo Oropesa Rodriguez Said:

    Soy todo un pionero en la materia, me gustaría recibir correspondencia, artículos, cursos, etc. Todo me intereza realmente, soy ingeniero mecánico y trabajo como profesor en la Universidad de Camaguey, Cuba
    Saludos

  15. Jose Luis Hernandez. Said:

    hola mi nombre es Jose Luis Hernandez , soy Ingeniero Mecanico – Electricista , me gustaria preguntarle si el tema del elemento finito tiene alguna aplicacion en el diseño de sistemas de refrigeracion y aire acondicionado.

    Saludos y gracias

    • Alfonso Cubillos Said:

      Que tal Jose Luis. La respuesta es no y si. No porque la técnica de “elementos finitos” no es fácil realizar análisis de sistemas térmicos y de aire acondicionado. Sin embargo, si porque la mayoría de los software comerciales de elementos finitos puede utilizar también la técnica de “volúmenes finitos” (CFD). El CFD es muy eficiente para modelar el comportamiento del aire, incluyendo la velocidad y la temperatura. Conozco algunos trabajos realizados para analizar la geometría interna de una nevera comercial, esto con el fin de optimizar la distribución de la temperatura en el interior. Yo creo que lo puede utilizar para analizar problemas específicos y de geometrías muy particulares. Para el diseño de sistemas generales de aire acondicionado y neveras “normales” ya hay muchas herramientas que dan muy buenos resultados.
      Alfonso C

  16. Jose Said:

    Que tal buen día,
    Soy Ingeniero industrial, me he desempeñado en la industria manufacturera en la Ciudad de tijuana ( frontera )como ingeniero de manufactura, elaboración de proceso, pero mi enfoque principal ha sido la realización de prototipos e ingeniería aplicada.
    Por cuestiones de cambios, me cambié a Guadalajara y estoy laborando en una área de ingeniería donde es mas enfocado al área mecánica, Los términos de elemento finito, mallado, superficies, fuerzas y conceptos elementales de mecánico no los entiendo. Quisiera me apoyaran con información de donde puedo tomar un curso o entrenamiento ó alguna recomendación ó sugerencia que me den, aquí en guadalaja de estos térninos, mi correo jperez16482@yahoo.com.mx agradecería su apoyo, en verdad me urge . Gracias


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