Un elemento finito viga apto para modelar sólidos heterogéneos con anisotropía general

El modelado tridimensional mediante el método de los elementos finitos (MEF) de cuerpos esbeltos constituidos por sólidos heterogéneos con anisotropía general, puede resultar con un número innecesariamente alto de grados de libertad (GDL) para los requerimientos de aproximación. En problemas elastodinámicos que involucran sólidos anisótropos esbeltos, en general no homogéneos, el campo de desplazamientos no puede ser restringido a priori pues su carácter predominante varía con las propiedades de la materia constituyente. Por esta razón, la generalización de las teorías eficaces bajo isotropía, en general, no entrega resultados satisfactorios. Adicionalmente, las teorías had hoc tienen limitada su aplicación a determinadas configuraciones geométricas y/o constitutivas. En el presente trabajo se desarrolla una metodología que permite obtener para un cuerpo cilíndrico compuesto, en general, por fases sólidas con anisotropía constitutiva un funcional energético unidimensional del cual se derivan, a partir del principio de Hamilton, las ecuaciones de movimiento sin realizar conjeturas sobre el campo de desplazamientos. Utilizando este funcional se formula e implementa un elemento finito viga con capacidad para modelar problemas elastodinámicos en sólidos anisótropos esbeltos y se estudia el comportamiento del elemento desarrollado frente a problemas con soluciones analíticas, numéricas y resultados experimentales.Facultad de Ingenierí

Un elemento finito viga apto para modelar sólidos heterogéneos con anisotropía general

El modelado tridimensional mediante el método de los elementos finitos (MEF) de cuerpos esbeltos constituidos por sólidos heterogéneos con anisotropía general, puede resultar con un número innecesariamente alto de grados de libertad (GDL) para los requerimientos de aproximación. En problemas elastodinámicos que involucran sólidos anisótropos esbeltos, en general no homogéneos, el campo de desplazamientos no puede ser restringido a priori pues su carácter predominante varía con las propiedades de la materia constituyente. Por esta razón, la generalización de las teorías eficaces bajo isotropía, en general, no entrega resultados satisfactorios. Adicionalmente, las teorías had hoc tienen limitada su aplicación a determinadas configuraciones geométricas y/o constitutivas. En el presente trabajo se desarrolla una metodología que permite obtener para un cuerpo cilíndrico compuesto, en general, por fases sólidas con anisotropía constitutiva un funcional energético unidimensional del cual se derivan, a partir del principio de Hamilton, las ecuaciones de movimiento sin realizar conjeturas sobre el campo de desplazamientos. Utilizando este funcional se formula e implementa un elemento finito viga con capacidad para modelar problemas elastodinámicos en sólidos anisótropos esbeltos y se estudia el comportamiento del elemento desarrollado frente a problemas con soluciones analíticas, numéricas y resultados experimentales.Facultad de Ingenierí

Un elemento finito viga apto para modelar sólidos heterogéneos con anisotropía general

El modelado tridimensional mediante el método de los elementos finitos (MEF) de cuerpos esbeltos constituidos por sólidos heterogéneos con anisotropía general, puede resultar con un número innecesariamente alto de grados de libertad (GDL) para los requerimientos de aproximación. En problemas elastodinámicos que involucran sólidos anisótropos esbeltos, en general no homogéneos, el campo de desplazamientos no puede ser restringido a priori pues su carácter predominante varía con las propiedades de la materia constituyente. Por esta razón, la generalización de las teorías eficaces bajo isotropía, en general, no entrega resultados satisfactorios. Adicionalmente, las teorías had hoc tienen limitada su aplicación a determinadas configuraciones geométricas y/o constitutivas. En el presente trabajo se desarrolla una metodología que permite obtener para un cuerpo cilíndrico compuesto, en general, por fases sólidas con anisotropía constitutiva un funcional energético unidimensional del cual se derivan, a partir del principio de Hamilton, las ecuaciones de movimiento sin realizar conjeturas sobre el campo de desplazamientos. Utilizando este funcional se formula e implementa un elemento finito viga con capacidad para modelar problemas elastodinámicos en sólidos anisótropos esbeltos y se estudia el comportamiento del elemento desarrollado frente a problemas con soluciones analíticas, numéricas y resultados experimentales.Facultad de Ingenierí

Estudio sobre turbina tubular de pequeña potencia

La energía eléctrica es una necesidad social básica, muchas veces ausente en comunidades relativamente alejadas de los principales centros urbanos. Es por ello que estudiar la posibilidad de dotar de energía a centros de escaso consumo mediante la construcción de pequeñas o medianas centrales hidroeléctricas resulta de gran interés, sobre todo donde se dispone de un recurso hídrico cercano, pasible de ser aprovechado. La necesidad de este estudio surgió en el marco de una coyuntura nacional, donde creció fuertemente la demanda energética y por otra parte los altos costos que implica llevar líneas de abastecimiento a puntos alejados de la red interconectada, fortalecieron la posibilidad de avanzar con este proyecto. La Facultad de Ingeniería ha priorizado y profundizado una política de investigación y desarrollo sobre los recursos renovables, enmarcando en este sentido los miniaprovechamientos hidroeléctricos. En este campo se concentra este proyecto, que se presenta a continuación, donde la Facultad de Ingeniería a través del Área Departamental Hidráulica, y su Laboratorio de Hidromecánica, en conjunto con el Área Departamental Mecánica, y su unidad de I+D, DISIM, ha decidido en el marco de las tareas de extensión que la misma realiza, desarrollar un proyecto hidroeléctrico ubicado sobre el río Luján de la provincia de Buenos Aires. Este proyecto se desarrolla a partir de la disponibilidad de una turbina tubular (de característica de una turbina bulbo con transmisión a 90º), que sería la primera instalada en la Provincia de Buenos Aires. La misma llegó a la Facultad, sin uso, pero en estado de deterioro por el tiempo transcurrido en que estuvo almacenada en lugares no adecuados, por lo que se requirió su reparación para dejarla en óptimas condiciones de funcionalidad.Facultad de Ingenierí

Análisis de estructuras cross rope mediante el método de los elementos finitos

Las torres de suspensión tipo Cross Rope (CR) son utilizadas en las líneas de alta (LAT 220kV) y extra alta tensión (LEAT 500kV) del Sistema Interconectado Nacional (SIN). La torre CR es una estructura formada por dos mástiles reticulados cada uno vinculado al suelo por dos riendas. El equilibrio en operación se establece por medio del cable Cross Rope Principal (CRP) que vincula el extremo de ambos mástiles, sobre el cual se suspenden las tres cadenas de aisladores y los conductores respectivos. El equilibrio en la erección de los mástiles se establece por medio del cable Cross Rope Auxiliar (CRA), de menor longitud y sección que el cable CRP, que vincula el extremo superior de los mástiles y que además es utilizado en tareas de mantenimiento de la línea. En el presente trabajo se simula el comportamiento estructural de la torre CR utilizada en la LAT 220kV de la interconexión Pico Truncado-Esperanza-Río Turbio-Río Gallegos del SIN. Para tal fin se realiza un análisis estático geométricamente no lineal, mediante un modelo de elementos finitos espacialmente tridimensional que consta de elementos tipo viga cuadráticos y elementos tipo barra lineales solo tracción, utilizados para modelar el comportamiento de perfiles y cables respectivamente. Los resultados del análisis son utilizados para la verificación de la estructura según las recomendaciones en la literatura específica.Facultad de Ingenierí