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Análisis por Elementos Finitos.

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on 2 May 2016

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Análisis por Elementos Finitos.
El método de elementos finitos resuelve muchas de las deficiencias de los métodos de equilibrio límite, este método fue introducido por Clough y Woodward en 1967. El método esencialmente divide la masa de suelo en unidades discretas que se llaman elementos finitos.
Un análisis por elementos finitos debe satisfacer las siguientes características:
*Debe mantenerse el equilibrio de esfuerzos en cada punto, el cual es realizado empleando la teoría elástica para describir los esfuerzos y deformaciones. Para predecir el nivel de esfuerzos se requiere conocer la relación esfuerzo - deformación.

*Las condiciones de esfuerzos de frontera deben satisfacerse.
La altura del elemento es tal vez el factor más importante y se recomiendan por lo menos diez niveles de elementos entre el pie y la cabeza del talud para simular en forma precisa el comportamiento del talud.
Una malla típica para el análisis de un talud por elementos finitos generalmente contiene elementos de tamaño uniforme con anchos y alturas iguales. El tamaño y forma de los elementos influye en forma importante sobre los resultados obtenidos. Es común que entre más pequeños sean los elementos se obtienen mayores niveles de esfuerzos de tensión en la cresta del talud.
Métodos Numéricos.
Los análisis de equilibrio límite se limitan a problemas relativamente simples incluyendo muy poca información del mecanismo de falla. La mayoría de problemas de estabilidad de taludes incluyen complejidades relacionados con geometría, anisotropía, comportamiento no lineal esfuerzos “in situ” y la presencia de procesos afines como son las presiones de poro y las cargas sísmicas. La principal limitación de los métodos de equilibrio límite está en su inhabilidad para tener en cuenta las deformaciones, las cuales pueden determinar el proceso de falla particularmente en los procesos de falla progresiva y los que dependen del factor tiempo. Para resolver estas limitaciones se utilizan técnicas de modelación numérica que permiten soluciones aproximadas a problemas que no es posible resolver utilizando procedimientos de equilibrio límite.
Ventajas.
*Los elementos pueden tener variados tamaños, lo que permite que la malla de elementos sea expandida o refinada en aquellos lugares donde exista la necesidad de hacerlo.

*El método no está limitado a trabajar con formas regulares que tengan fronteras fáciles de definir, ya que estas fronteras de formas irregulares pueden ser aproximadas usando elementos con lados rectos o curvos.

*El método puede ser aplicado a cuerpos compuestos de varios materiales, es decir, las propiedades del material en elementos adyacentes no tiene por qué ser la misma.
Análisis por Elementos Finitos.
GIOVANA MEDINA LÒPEZ
DAVID SERNA RESTREPO

La idea general del método de los elementos finitos es la división de un continuo en un conjunto de pequeños elementos interconectados por una serie de puntos llamados nodos.
En cualquier sistema a analizar podemos distinguir entre:

*Dominio: Espacio geométrico donde se va a analizar el sistema.

*Condiciones de contorno: Variables conocidas y que condicionan el cambio del sistema cargas, desplazamientos, temperaturas, entre otros.

*Incógnitas: Variables del sistema que deseamos conocer después de que las condiciones de contorno han actuado sobre el sistema desplazamientos, tensiones, temperaturas, entre otros.
Desventaja.
*La principal desventaja del método es que necesita ser programado en computador, debido a la gran cantidad de cálculos numéricos que se deben realizar, aún para problemas pequeños. Pero en la actualidad existe una gran variedad de software de Elementos Finitos, que alivian en gran parte ésta desventaja
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