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Elementos Finitos, Análisis no lineal.

Cuando realizamos análisis por Elementos Finitos tenemos que entender los conceptos referentes a Análisis no lineal, Análisis Lineal y Rigidez. Este último, la Rigidez, es quien define la diferencia entre los tipos de análisis, marcando un antes y un después en la fiabilidad y en ver el Métodos de Elementos Finitos ( MEF) como una herramienta de cálculos para los Ingenieros.

La rigidez varía dependiendo de tres factores, la forma, el material y los apoyos o soportes, que sostienen el elemento analizado. Por ejemplo, cada tipo de perfil de viga tiene una rigidez diferente, de igual forma, si tomamos dos vigas con perfil (I) pero una es de aluminio y la otra de acero, estas tienen diferente rigidez. Los soportes también intervienen, si tenemos una viga en voladizo esta va a tener menos rigidez que si estuviera anclada en sus dos extremos.

perfiles de vigas

Análisis Lineal

Antes de hablarles del análisis no lineal realizaremos un breve resumen sobre el análisis lineal y sus características. Según el Análisis Lineal la rigidez de un elemento no cambia, los modelos se someten a un cálculo único sin tener en cuenta otros momentos cuando existe deformación. Esto favorece la rapidez de los cálculos, incluso en estructura grandes, pero los resultados no son tan precisos como los del Análisis no Lineal.

Análisis no Lineal

Al igual que en el Análisis Lineal la Matriz de rigidez (K) depende de la forma, el material y los apoyos pero la forma de analizar el sistema es diferente. De esta forma la matriz de rigidez deja de ser constante y se deben ir regenerando las formulaciones a medida que progresa la deformación del sistema.

Dada la complejidad al determinar el origen de la no linealidad en la mayoría de los casos se llevan a cabo varios tipos de no linealidad; La geometría no lineal o no linealidad geométrica se genera cuando los cambios en la rigidez provienen exclusivamente de los cambios de forma. En los casos donde existen grandes deformaciones la dirección de la carga varía. Pongamos un ejemplo.

Los modernos software de Análisis de Elementos Finitos han desarrollado técnicas especializadas y modelos de materiales con los que se puedan simular los entornos más cercanos a la realidad. Cada material lleva definido sus propiedades físicas en concreto, lo que provoca que al analizar los esfuerzos de un conjunto en el cual existen piezas de diferentes materiales se lleven a cabo evaluaciones diferentes respecto a la no linealidad volumétrica. Dicho esto podemos deducir por qué es necesario disponer de ordenadores potentes que sean capaces de procesar todos los cálculos.

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