Determinación de esfuerzos entre dos piezas en contacto utilizando el Método de Elementos Finitos

Determination of Stress between Two Parts in Contact Using The Finite Element Method

Juan Atonal-Sánchez
Instituto Politécnico Nacional, MÉXICO

Alexander Reyes-Cruz
Instituto Politécnico Nacional, MÉXICO

Rodrigo Vázquez-Machorro
Instituto Politécnico Nacional, MÉXICO

Recibido 29-08-2013, aceptado 30-05-2014.

Resumen

En los últimos años se ido implementando con más frecuencia el Método de Elementos Finitos (MEF) para la solución de problemas lineales y no lineales, que serían difíciles de resolver e inclusive imposibles de solucionarlos utilizando ecuaciones proporcionadas por la mecánica de sólidos. Aunado a esto, es de gran importancia considerar dentro de un análisis de elementos finitos el mayor número de condiciones del sistema de estudio para garantizar una aproximación al fenómeno real. En el presente trabajo se simuló el contacto bajo carga puntual sobre una placa de aluminio soportada en un perno de acero con apoyo del software ANSYS APDL y ayuda de su herramienta Contac Manager. El objetivo principal se centra en dar a conocer la herramienta Contact Manager para la simulación de contacto entre dos piezas para la determinación de esfuerzos y las deformaciones generadas bajo el tipo de contacto superficiesuperficie, tras la aplicación de una fuerza puntual. El análisis se enfoca en la simulación estática-estructural para la evaluación del campo de esfuerzos y deformaciones. El fenómeno fue simulado en un sistema tridimensional utilizando los elementos Solid185, Contact174 y Target170.

Abstract

In recent years it has been implemented most often the Finite Element Method (FEM) for solving linear and nonlinear problems, which would be difficult to resolve or even impossible to solve using equations provided in solid mechanics. Added to this, it is very important to consider in a finite element analysis as many conditions of the studio system to ensure a close approximation to the real phenomenon. In this paper the contact under point load on a steel plate supported on a pin aluminum APDL ANSYS software support and help of his Contac Manager tool was simulated. The main focus is on raising awareness of the Contact Manager tool to simulate contact between two parts to determine stresses and strains generated on the contact surface to surface, following the application of a point force. The analysis focuses on the static-structural simulation for evaluating the stress-strain field. The phenomenon was simulated in three-dimensional system using Solid185, Contact174 and Target170 elements.

Palabras clave: elementos finitos, contact manager, deformaciones, esfuerzos, simulación.
Index terms: finite elements, contact manager, deformations, efforts simulation.

ISO 690 reference:
Atonal-Sánchez, Juan; Reyes-Cruz, Alexander; Vázquez-Machorro, Rodrigo, 2015, Determinación de esfuerzos entre dos piezas en contacto utilizando el Método de Elementos Finitos, Científica, Revista Mexicana de Ingeniería Electromecánica y de Sistemas, vol. 19, no. 1, ISSN 2594-2921, DOI: https://doi.org/10.46842/ipn.cien.v19n1a05