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Modelo para el estudio de fenómenos dinámicos de cascarones
Autor
AXEL FERNANDO DOMINGUEZ ALVARADO
ELIAS ALBERTO DIAZ DIAZ
Resumen
Se construye un modelo llamado SAM-H para el análisis dinámico de conchas homogéneas
moderadamente gruesas. El modelo se desarrolla haciendo uso de una adaptación de la
formulación mixta variacional Hellinger-Reissner y las ecuaciones de Lagrange. Además, el
modelo utiliza una aproximación en los campos de estrés y desplazamiento, este último es
necesario para introducir aceleraciones en la formulación e involucra 5 desplazamientos
generalizados (tres desplazamientos y dos rotaciones). La aproximación de la tensión implica
las fuerzas generalizadas, los momentos generalizados y las tensiones aplicadas en las caras
interna y externa de la carcasa. Después de introducir la aproximación de esfuerzo y
desplazamiento en la función Hellinger-Reissner y luego aplicar las ecuaciones de Lagrange,
se definen las ecuaciones de equilibrio generalizadas, las ecuaciones constitutivas y las
condiciones de contorno. Las ecuaciones del modelo se implementan luego en el software
comercial de elementos finitos COMSOL Multiphysics para su resolución numérica. Se
proponen dos casos de estudio, el primero es un problema simple donde se obtiene la solución
analítica. El segundo caso es un problema más complicado, y su resolución numérica es
hecha por COMSOL Multiphysics 5.3. Todos los resultados de las ecuaciones SAM-H se
comparan con los obtenidos con elementos finitos sólidos (SFE), modelo de caparazón
clásico (CS) y elementos de capa tipo MITC. Finalmente, se discuten las principales
características, ventajas y desventajas del uso del modelo SAM-H.
Palabras clave: cascarones, esfuerzos, aproximación, dinámica.
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