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Aprendiendo ANSYS-Crear elemento BEAM 188

21 de Mayo de 2019 | Autor: Prontubeam (@Prontubeam) Leído: 3325 veces

En este artículo aprendimos como crear elementos Beam44, ahora vamos a aprender cómo crear BEAM188 con ANSYS y que parámetros tenemos que definir. Se recuerda que el elemento BEAM44 está en desuso y que por este motivo recomendamos usar el BEAM188 que explicamos aquí.

Ejemplo de código de ANSYS

Crear elementos BEAM188 mallando una línea:

et,2,188 !Creamos el tipo BEAM 188 como elemento tipo 2. Podría ser otro número. No debemos tener otro elemento en el mismo número

!Recomiendo leer las keyoptions del elemento, en particular la KeyOpt(3) que especifica el orden de la función de forma del elemento. Aquí no se tratará en detalle este punto

 

!Definimos la sección

SECTYPE,5,beam,csolid,nombre,0 !Hemos creado la sección número 5. Si ya hubiera otra sección con este número, se reemplazaría. Si no pusiéramos ningún número, ANSYS asignaría automáticamente un número más que el máximo que exista ya creado. Es este número el que usaremos para asignarle propiedades y para asociarla a los elementos más adelante. Definimos esta sección 5 como un tipo BEAM y el subtipo de sección es circular solida (CSOLID). A la sección la llamaremos “nombre”. Podríamos llamarla de otra manera, con letras y números pero sin usar caracteres especiales o espacios. El último valor define un refinamiento del mallado, pero solo debemos usarlo para vigas con sección de pared delgada, no se tratará en esta clase, dejaremos 0 y que no hace falta refinamiento del mallado.

SECDATA,2,15,4  !Como hemos definido el tipo CSOLID, el valor de 2 hace referencia al radio de la sección circular. Si con SECTYPE hubiéramos elegido otra sección, estos números no significarían la misma cosa. El valor de 15 hace referencia a número de lados que se usarán para definir la circunferencia ya que para ANSYS una circunferencia no es más que un polígono de muchos lados. Este parámetro tiene que estar entre 8 y 120, donde valores más altos mejoran la precisión con la que se define la circunferencia. El último valor define el número de divisiones en el radio, el valor predefinido es 2 pero podemos aumentarlo. El comando SECDATA se aplica a la sección más reciente que se haya definido con SECTYPE, en este caso a la sección con ID=5

SECOFFSET,cent !Usaremos este comando para definir el offset de la sección. En este caso ha sido definida centrada en el centroide pero podríamos

 

!Propiedades del material

MP,EX,3,27.e9     !Modulo de Young para el material 3. Valor del hormigón como ejemplo igual a 27.e9. Vemos que hemos cogido el material número 3, es decir, el número del elemento y el material no tienen por qué coincidir

MP,NUXY,3,0.3 !Coeficiente de poisson para el material 3. Valor del hormigón como ejemplo igual a 0.3

MP,DENS,3,2500. !Densidad del material 3. Valor del hormigón como ejemplo igual a 2500. Si no ponemos este dato, ANSYS no dirá nada pero usará una densidad de 0.

MP,DAMP,3,0.04 !Amortiguamiento del material 3. Valor como ejemplo igual a 0.04

 

!Elegimos material y tipo de elemento antes de crear el mallado. Elegimos el número 2 en el elemento que es el que hemos creado con ET. Elegimos la sección que tiene el ID=5 en el comando SECNUM  y el material 3 porque es el que hemos creado para aplicar al elemento número 2

MAT,3

TYPE,2

SECNUM,5

lsel,all !Seleccionamos todas las líneas que queramos mallar, creadas previamente. Este comando podríamos variarlo para seleccionar las líneas que quisiésemos.

LMESH,ALL !Mallamos las líneas que estén seleccionadas. ANSYS va a utilizar los valores de material, real y tipo de elemento que hemos elegido con anterioridad en las líneas de arriba para asignarlos a los elementos creados.

 

Otra forma de crear elementos BEAM188 mallando una línea:

!Los primeros pasos son iguales que los del ejemplo anterior

et,2,188 

 

!Definimos la sección

SECTYPE,5,beam,csolid,nombre,0

SECDATA,2,15,4 

SECOFFSET,cent

 

!Propiedades del material

MP,EX,3,27.e9    

MP,NUXY,3,0.3

MP,DENS,3,2500

MP,DAMP,3,0.04

 

!Asignamos a las líneas seleccionadas las propiedades para que después cuando vayan a ser malladas se les aplique a los elementos estas propiedades.

lsel,all !Seleccionamos todas las líneas  a las que vayamos a aplicarles las propiedades antes malladas, creadas previamente. Este comando podríamos variarlo para seleccionar las líneas que quisiésemos.

LATT,3, ,2, , , ,5 !Asignamos el material 3, el elemento tipo 2 y la sección número 5  a las líneas para que posteriormente al mallarlas, los elementos creados hereden estas propiedades directamente. Mucha atención a la posición de los números y a las comas usadas. Si esto no se respeta bien, estaríamos aplicando cosas distintas a la sección.

LMESH,ALL !Mallamos las líneas que estén seleccionadas. ANSYS va a utilizar los valores de material, real y tipo de elemento que hemos asignado a las líneas con anterioridad en las líneas de arriba para asignarlos a los elementos creados.

 

Crear elemento BEAM188 entre dos nodos creados con anterioridad. Supongamos que los nodos tienen de números 7 y 15:

!Creamos el tipo de elemento y sus propiedades como hemos hecho en los ejemplos anteriores

et,2,188

MP,EX,3,27.e9    

MP,NUXY,3,0.3

MP,DENS,3,2500

MP,DAMP,3,0.04

 

!Definimos la sección

SECTYPE,5,beam,csolid,nombre,0

SECDATA,2,15,4 

SECOFFSET,cent

 

!Elegimos material y tipo de elemento antes de crear el elemento entre los dos nodos. Elegimos el número 2 en el elemento. Elegimos el real 2  y el material 3 porque es el que hemos creado para aplicar al elemento número 2

MAT,3

TYPE,2

SECNUM,5

 

E,7,15 !Creamos un elemento que tiene como primer nodo el nodo número 7 y como nodo final el 15. Estos dos nodos tienen que haber sido creados con anterioridad. Automáticamente ANSYS le asignará al elemento el número. Este será igual al número del elemento más alto que exista en el modelo +1. Esto podríamos cambiarlo con NUMSTRNodeVALUE, donde VALUE hay que sustituirlo por el número que quisiéramos. El número que demos tendrá que ser al menos igual al número más alto que exista en el modelo +1. Si no cumplimos esto, ANSYS le dará por defecto el número más alto que exista en el modelo +1.

 

Ejemplo en Graphical Interface (GUI)

En este ejemplo vamos a enseñar cómo crear el tipo de elemento y la sección del elemento. En otras clases podemos ver cómo crear los materiales y como asignar el tipo de elemento, materiales y propiedades al crear un elemento finito o al mallar una geometría.

 

1) Crear el elemento

1.      Entramos en Preprocessor para elegir todo lo referente a crear el modelo

2.      Para crear el elemento entraos en Element Type

3.      Pinchamos en Add/Edit/Delete

4.      Seleccionamos Beam

5.      Pinchamos en 2 node 188 para crear el elemento BEAM188 de dos nodos

6.      Elegimos el número que será asignado a este nuevo tipo de elemento. Como en los ejemplos anteriores en APDL, cogemos el número 2, pero podríamos haber cogido otro número. Ojo que no esté usado ya.

7.      Pinchamos en OK, ya habremos creado el elemento

 

 

2) Crear la sección

8.      Dentro del menú de Preprocessor donde estábamos, entramos en Sections

9.      Pinchamos en Beam para desplegar el menú de las vigas

10.  Pinchamos en Common sections ya que vamos a crear la viga circular de los ejemplos anteriores. En otra clase veremos cómo crear Custom Sections

11.  Vamos a definir el ID de la sección que usaremos cuando queramos crear elementos. Escribimos el número 5 como en los ejemplos de arriba en APDL. Podríamos coger cualquier otro número

12.  Le damos un nombre a la sección, nosotros hemos escogido llamarla “nombre”. Podríamos haberla llamado de otra manera, por ejemplo “SeccCirc”.

13.  Seleccionamos el subtipo Circular sólida (se reconoce por el símbolo). Podríamos haber cogido cualquier otra, como rectangular, pero hemos escogido la del ejemplo de arriba

14.  Aquí rellenamos lo que en APDL corresponde a SECDATA,2,15,4. Es decir, radio igual a 2 y con 15 lados para crear la circunferencia, y el radio dividido en 4 trozos. Más adelante vemos cómo afectan estos dos últimos parámetros a la sección

15.  Pinchamos en Ok para crear la sección

 

 

En la siguientes imágenes vemos la diferencia entre elegir distintas N. N corresponde al número de lados del polígono que representara la circunferencia, ya que en ANSYS una circunferencia es un polígono de “muchos” lados (entre 8 y 120). A la izquierda hemos elegido N=8 y a la derecha N=100. Vemos que la precisión en la circunferencia de la derecha es mayor.

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Sobre el autor
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Carlos Corral . Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos por la universidad Politécnica de Madrid. Especialidad: Cálculo de estructuras. Creador y programador de Prontubeam.
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