Hola, soy autodidacta en mecánica y siempre quiero aprender mas.
Utilizando análisis estáticos en estructuras grandes tengo problemas con la malla, SIEMPRE al utilizar una malla refinada me aparecen zonas con deformación plástica en la estructura, cosa que en la realidad (vulgarmente) no sucede (o sucede a nivel matemático, que no puedo verlo con los ojos), vendo carros de arrastre, por ejemplo coloco el caso de una estructura a la que le cargo 100 Kg en la parte trasera, utilizando una malla muy refinada me aparecen pequeños sectores que rebozan el limite elástico (solución adaptativa H), al utilizar una malla grande me da un factor de seguridad de 5 lo que indica que la estructura es absolutamente segura, pero como dije al refinar la malla me aparecen zonas que rebozaron el limite elástico. Vulgarmente "al ojo" se que la estructura no se deforma con mas de 100 Kg aplicados en esa forma, es mas puedo cargar con 400 o 500 Kg y aun así no se deforma (vulgarmente) sin medir ni revisar nada con ojo bionico, simplemente usando la pieza en forma física, hice una prueba vulgar y sobrepase el factor de seguridad de 5 en un 10% la estructura efectivamente se deformo mirándola con atención y comparándola con objetos rectos en. (en la vida real)
Entonces, ¿Existe alguna forma o norma que deba aplicar para hacer análisis de estructuras grandes?
¿Como se que la estructura NO SE DEFORMARA "notoriamente" según el uso? Ya que según los análisis SIEMPRE reboza el limite elástico cuando estoy cargando el carro, (Y lo he usado por mas de 2 años seguidos sin ningún problema en forma física). Es posible esta cita inventada por mi "La misma estructura, al retirarse la carga acomoda un punto de la estructura para que vuelva a su posición original", pero esto fue plasticamente aplicado y no fue una deformidad elástica, la vida fatiga sera menor".
Obviamente se que falta mucho para que mi análisis estático sea 95% idéntico a como cargo la estructura siempre, pero me gustaría saber eso de las pequeñas zonas que rebozan el limite elástico en la estructura.
¿Los ingenieros cuando diseñan algunas estructuras grandes tienen que aceptar deformidades plásticas en pequeñas cantidades?
Por ejemplo, con una malla grande me da un factor de seguridad de 5, con estudio adaptativo H y 4 bucles me da un factor de seguridad mínimo de 0.4, en casi todas las zonas de tensión (uniones, etc) el limite elástico se aumenta y se amplifica al utilizar la malla refinada.
La única forma de que no reboze el limite elástico con estudio adaptativo H es quitar casi todos los "ataques" del diseño del carro, redondeando todas las uniones, colocando refuerzos en forma de triángulos en cada unión de perfil (refuerzos grandes) que hacen que el área de la estructura se multiplique por 2 o incluso por 3. La estructura como ven en la foto son perfiles de acero que van soldados unos con otros y en casi todas las uniones con estudio adaptativo H toca que paso el limite elástico.
Hice un análisis real vulgar de la misma estructura que he mencionado la explico a continuación:
-Dibuje el carro en Solidworks y lo simule con una carga en la parte trasera y sujetado lo mas parecido a la realidad.
-Obtuve un factor de seguridad de 5 utilizando una malla grande basada en curvatura y sin solución adaptativa.
-Obtuve un factor de seguridad de 0.8 utilizando una malla grande basada en curvatura y con solución adaptativa H de 4 bucles.
-En la prueba física vulgar con solo mirar la estructura y con sentido común se que es simplemente imposible deformarla con la carga que indique en la simulación, es mas una persona que no sepa nada de aceros, ni nada de la materia podra decir que soporta la carga, hasta un niño con solo mirarla la estructura.
-Con la carga aplicada en forma real obviamente el carro no se deformo.
-Cargue la estructura cosa que se sobre pase el limite elástico de 5 (que me dio con el análisis de malla grande y sin adaptativo), pase mas o menos un 20% el factor de seguridad.
-Al retirar la carga y solo mirando con el ojo me pude dar cuenta de una deformidad plástica leve, si se miraba con atención se podía notar la deformidad. Comparando la estructura con algo recto se podía notar fácilmente que se deformo plasticamente.
Entonces, es lo que quiero saber, hay carros de arrastre que son de marca y supongo que son diseñados por ingenieros y nunca he visto uno con tantos refuerzos en las uniones, pues si harían análisis estáticos con malla refinada todos saldrían con deformidades plásticas.
Una vez en este mismo foro, expuse una duda sobre las deformidades plásticas y fatiga, es aceptable que una pieza que sufre de deformidades plásticas muy pequeñas (en partes pequeñas) sea establecida como segura?? Pero en ese caso tendría una vida de fatiga muy corta y por supuesto no sera infinita cierto?
Así mismo he visto carros de camiones que sufren de deformidades plásticas a la vista, pero estos están muy viejos y muy usados. Aun no me meto en los análisis de fatiga (los he echo), pero por el momento solo me interesa COMO saber que la estructura es segura en su aplicación y saber interpretar los resultados. "Deformidades plástica en pequeños puntos de la estructura, no necesariamente en todo el borde de unión, sino que en un solo porcentaje de la unión, el resto esta por debajo del limite"
Agradecería la ayuda de alguien experto, me pueden da la información que quieran, tesis sobre análisis MEF, tesis de estructuras, investigaciones, clases de universidad soy feliz con esa información.
Integro imágenes de otra estructura (NO HE HABLADO DE ESTA EN ESTE POST, pero explica el ejemplo de la malla).
En esta imagen (debajo de este texto) en un mismo lugar, malla FINA con solución adaptativa H. FOS 0.9
Ahora la misma estructura y en el mismo lugar, con malla GRANDE sin solución adaptativa. FOS 2.5 (En la imagen sale general, pero se aprecia el trazado)
