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Desarrollo de modelos matemáticos para cascarones homogéneos y laminados.
Autor
AXEL FERNANDO DOMINGUEZ ALVARADO
Resumen
Resumen.
En este trabajo, se desarrollan modelos matemáticos para cascarones homogéneos y laminados
moderadamente gruesos. Al modelo para cascarones homogéneos se le denomina
SAM-H y al de laminados SAM-L. Ambos modelos se crean a partir de una aproximación sobre el campo de esfuerzos. La aplicación del teorema de Reissner proporciona las
ecuaciones generalizadas estáticas de los modelos. Términos dinámicos son introducidos
después a las ecuaciones de ambos modelos utilizando las ecuaciones de Euler-Lagrange.
Se realiza una validación analítica de los modelos, considerando casos estáticos y dinámicos,
comparando sus soluciones analíticas con aquellas obtenidas por el modelo clásico de
cascarones (CS) y las ecuaciones 3D de la mecánica. Los modelos presentan soluciones
más cercanas a las obtenidas por las ecuaciones 3D que el modelo CS, además de presentar
una excelente precisión en el cálculo de los campos de esfuerzos y desplazamientos
para cascarones moderadamente gruesos. Para realizar una validación numérica, ambos
modelos son implementados en el software de elementos nitos COMSOL Multiphisycs
5.3a así como también el modelo CS. La precisión de las soluciones numéricas de los modelos
es probada comparándolas con aquellas obtenidas por CS, elementos MITC (Mixed
Interpolation Tensorial Componentes) y elementos nitos solidos; estas dos últimas están
disponibles en el software mencionado. Los modelos SAM-H y SAM-L presentan resultados
más cercanos a los de SFE en el cálculo desplazamientos y esfuerzos que las teorías
CS y MITC. Los modelos desarrollados en este trabajo resultan ser una gran herramienta
para el análisis estructural de cascarones moderadamente gruesos, ya sea éste de tipo estático o de tipo dinámico.