Análisis por Elementos Finitos: diferencias en cálculo de un soporte con elementos “solid” y con elementos “plate”

Muchas veces, a la hora de realizar un Análisis De Prototipos Virtuales Por Elementos Finitos es necesario calcular piezas de pequeño espesor para validar su resistencia a una serie de cargas. Lo más sencillo sería importar el modelo sólido desde Solid Edge y exportar a FEMAP desde Solid Edge, y mallar con elementos “solid” para después calcular.

Esta forma de proceder no es muy ortodoxa porque en el cálculo de elementos de pequeño espesor sería necesario por lo menos situar dos o tres elementos en la dirección de dicho espesor para que el cálculo fuese fiable. Es más aconsejable usar las herramientas de FEMAP para sacar la superficie media del sólido, mallar con elementos tipo “plate” y después calcular.

De esta manera el cálculo es más fiable y además tenemos la posibilidad de variar el espesor de los elementos tipo “plate” simplemente cambiando sus propiedades, lo que nos facilita realizar comprobaciones para diferentes espesores y optimizar el diseño.

El proceso es muy sencillo y el ahorro de tiempo es considerable. A continuación se muestra es proceso que hay que seguir para guardar cualquier operación en dicha biblioteca y poder aprovecharla posteriormente.

• Paso 1. Importamos la geometría sólida de FEMAP y mallamos con elementos “solid”

• Paso 2. Podemos visualizar la deformada y la tensión combinada de Von Misses.

• Paso 3. Importamos la geometría sólida de Femap y sacamos la superficie media con la herramienta “midsurface”.

• Paso 4. Mallamos con elementos “plate” a los que les hemos dado un propiedad de espesor igual al de la pieza sólida.

• Paso 5. Podemos visualizar la deformada y la tensión combinada de Von Misses. 

Como se puede observar, las diferencias en los resultados son muy pequeña. Además con el modelo con elementos tipo “plate” se podrían utilizar las herramientas de optimización que dispone FEMAP para llegar a un espesor lo más razonable y económico posible.