Modelación computacional en vigas funcionalmente graduadas para el análisis de pandeo utilizando el método de elementos finitos

• Autores: Ayala Osis, Shammely Priscila, Vallejos Torres, Augusto Leonardo
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2020
• Institución: Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas
• Repositorio: UPC-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorioacademico.upc.edu.pe:10757/653437
• Enlace del recurso: http://doi.org/10.19083/tesis/653437; http://hdl.handle.net/10757/653437
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Pandeo; Método de elementos finitos; Estabilidad; Teoría de timoshenko; Materiales funcionalmente graduados; Buckling; Finite element method; Stability; Timoshenko theory; Functionally graded materials; http://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.00.00; http://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.01.01

El propósito del presente trabajo es desarrollar un modelo matemático que permita el análisis de estabilidad de una viga compuesta de materiales funcionalmente graduados sometida a una carga de compresión axial. La finalidad es analizar el comportamiento de una viga heterogénea y calcular las cargas y los modos de pandeo. En el desarrollo de la investigación se describe vectorialmente el campo de desplazamiento de la viga para obtener las ecuaciones de gobierno de la estructura; de este modo, mediante principios energéticos, se pueda desarrollar el modelo de elementos finitos y buscar una solución vectorial propia. El modelo matemático se divide en dos partes: formulación simbólica y modelo numérico computacional. En el modelo matemático, los materiales funcionalmente graduados afectan el módulo de elasticidad debido a la particularidad del material; y la energía potencial total es afectada por dos estados: estado fundamental (deformación de membrana o de pre-pandeo) y estado incremental (estado de perturbación arbitraria de equilibrio). Los resultados obtenidos fueron verificados con ejercicios benchmarking encontrados en la literatura, para corroborar la eficacia del modelo planteado; validados con informes de pruebas de laboratorio, para revisar la precisión; y estudiados paramétricamente, para analizar la influencia de las variables.