02 viga con una carga uniformemente distribuida y un momento

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CALCULO UTILIZANDO ANSYS

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02 viga con una carga uniformemente distribuida y un momento

  1. 1. Análisis de una viga con una carga uniformemente distribuida y un Momento.Contenido1 descripción: .......................................................................................................................... 22 Datos. ................................................................................................................................... 23 Resolución del problema. .................................................................................................... 24 Pasos a seguir para resolver el problema ............................................................................. 2 Paso 1: Definir el tipo de problema. ................................................................................... 2 Paso 2. Seleccionar tipo de elemento a usarse.................................................................... 3 Paso 3: Especificar las propiedades del material. ............................................................... 3 Paso 4: Crear la sección transversal de la viga ................................................................... 4 Paso 5: Crear los nodos que definirán la trayectoria de la viga. ......................................... 5 Paso 6: Crear los elementos que definen la viga. ............................................................... 7 Paso 7. Seleccionar Display of element. Para generar la imagen en 3D. ........................... 7 Paso 8: Definir las condiciones de carga y de frontera....................................................... 9 Paso 9: Obtener la solución del problema ........................................................................ 11 Paso 10. Visualización de resultados. ............................................................................... 11
  2. 2. 1 descripción:La estructura mostrada en la figura, consiste de una Viga W10 X 112 de acero laminadoAB y de dos elementos cortos soldados y añadidos a la viga, a) obtenga los diagramas decortante y de momento flector para la viga y las cargas dadas b) determine el esfuerzonormal máximo en las secciones justo a la izquierda y justo a la derecha del punto D.2 Datos.Se sabe que el acero tiene como propiedades: módulo de Young, E= 29 Mpsi, relación de Poisson,υ = 0.29.3 Resolución del problema.En la resolución de este problema se usará el elemento “Beam 188” debido a su capacidadpara representar una viga por medio de una línea, ahorrándonos de esta manera, hacer elmodelo en 3D y agilizando mucho la solución del problema. Además este elementopresenta la posibilidad de orientar la sección transversal de la viga a partir de una referenciacomo veremos más adelante: 1.6.2.4 Pasos a seguir para resolver el problemaPaso 1: Definir el tipo de problema.1. Main Menu → Preferences.
  3. 3. 2. Seleccionar opción “Structural”.Paso 2. Seleccionar tipo de elemento a usarse.1. Preprocessor Element Type → Add/edit/delete2. Seleccionar la opción ADD.3. Elegir el tipo “Beam” y la opción del elemento 2 node 188 → OK close.Paso 3: Especificar las propiedades del material.1. Preprocesor → Material Props → material models,2. Elegir: Structural → linear → elastic → isotropic.3. Llenar la tabla con los valores: Ex =29e6 y PRXY = 0.29.
  4. 4. 4. Clic en “OK” → Close.Paso 4: Crear la sección transversal de la viga 1. Preprocesor → Secctions → Beam → common sections. 2. Llenar: Name con el nombre de la viga. "Viga 4”, u otro que se prefiera 3. Seleccionar el tipo de la viga en sub-type I 4. Introducir las dimensiones del perfil, que se tomarán de cualquier libro de Mecánica de Materiales.W1 = W2 = bf = 10.415, W3 = d = 11.36, t1 = t2 = tf = 1.250, t3 = tw = 0.755,→ preview → OK.
  5. 5. Paso 5: Crear los nodos que definirán la trayectoria de la viga. 1. Escribir en la barra Ansys command prompt:Para generar nodos por medio de la línea de comandos:La n se refiere a noso, el primer número es el nombre del nodo y los siguientes númerosson las coordenadas en X, Y y Z, respectivamente. n,1,0,0,0 n,2,12,0,0
  6. 6. n,3,24,0,0 n,4,36,0,0 n,5,48,0,0 n,6,60,0,0 n,7,72,0,0 n,8,84,0,0 n,9,96,0,0 n,10,108,0,0 n,11,120,0,0 n,12,132,0,0 n,13,144,0,0 n,14,156,0,0 n,15,168,0,0 n,16,180,0,0 n,17,192,0,0 n,18,0,12,0Este último (18) punto será el nodo de orientación.
  7. 7. Paso 6: Crear los elementos que definen la viga.1. Preprocesor → modeling → create → elements → auto numbered → thru nodes.2. Para crear los elementos se seleccionará primero el nodo de inicio del elemento, después el nodo de terminación y finalmente el nodo de orientación. Si se cambia la orientación del Nodo 18, se podrá ver que los Elementos se ajustan a dicha orientación.3. “Apply”.4. Se repetirá la operación hasta obtener los 16 elementos.5. Menu PlotCtrls → style → Size and Shape… Nota: Menu Plot Activar la vista en 3D seccional de los elementos.Paso 7. Seleccionar Display of element. Para generar la imagen en 3D.
  8. 8. 1. Del menú, PlotCtrls → Pan Zoom Rotate… → Seleccionar botón ISO Para ver la viga enforma isométrica.
  9. 9. Paso 8: Definir las condiciones de carga y de frontera.1. Solution → Define loads → apply → Structural → displacement → On nodes.2. Seleccionar el nodo 17 y presionar apply → seleccionar all DOF → OK.3. Solution → Define loads → apply → Structural → pressure → On beams.4. Seleccionar los primeros 8 Elementos (viga) y presionar apply → Vall pressure value at node I = 3*100*12 para aplicar una carga uniformemente distribuida de 3 kips/ft (el número 12 se usa como factor de conversión a pulgadas, ya que todo el sistema está en kips y en pulgadas) a los 8 Elementos → OK.
  10. 10. 5. Solution → Define loads → apply → Structural → Force/moment → On nodes. Se selecciona el nodo en el que se aplicará el momento de 240 kips-in.6. Solution → Define loads → apply → Structural → Force/moment → On nodes. Se selecciona el nodo en el que se aplicará la fuerza de 10 kips-in, (el mismo que el anterior).
  11. 11. Paso 9: Obtener la solución del problema1. Solution → Solve → Current LS.2. Dar clic en OK del cuadro de verificación que aparecerá3. Aparecerá un cuadro de dialogo donde informa que la solución fue obtenida.Paso 10. Visualización de resultados.1. General postproc → Plot Results → contour Plot → Nodal Solu.2. Elegir: DOF Solutions → Displacement vector sum, OK.

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