La teoría lineal supone que existen desplazamientos pequeños. También supone que los planos normales para áreas de contacto no cambian de dirección durante la carga. Por lo tanto, aplica la carga total en un solo paso. Este método puede generar resultados inexactos o dificultades de convergencia en casos donde estas suposiciones no son válidas.
Puede solicitar una solución para grandes desplazamientos. Ésta implica más tiempo y recursos que la solución de desplazamientos pequeños pero proporciona resultados más exactos. La solución para grandes desplazamientos es necesaria cuando la deformación obtenida altera significativamente la rigidez (capacidad de la estructura para resistir cargas). La solución para desplazamientos pequeños supone que la rigidez no cambia durante la carga. En cambio, la de grandes desplazamientos supone que la rigidez cambia durante la carga, por lo tanto, aplica la carga a cada paso y actualiza la rigidez para cada paso de la solución.
Cuando la opción Grandes desplazamientos está activada en el cuadro de diálogo Estático, el estudio estático se soluciona mediante la segmentación de la carga y la actualización de la geometría.
Al utilizar una solución de grandes desplazamientos para estudios estáticos, sólo se pueden ver los resultados durante el último paso correspondiente a la carga total. En estudios no lineales, se pueden visualizar los resultados de cada paso de la solución.
Cuando se ejecuta un análisis estático y todos los desplazamientos se calculan, el solver realiza una verificación de grandes desplazamientos. Emite un mensaje de advertencia cuando se calculan demasiados desplazamientos. El solver realiza las siguientes comprobaciones:
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Para los modelos con conectores de pasador, verifica que la rotación relativa (θ) dentro de cada conector de pasador individual es pequeña. El solver emite un mensaje de advertencia cuando la rotación relativa θ es mayor de 5o (grados).
- Para todos los modelos, comprueba el desplazamiento máximo (norma Euclidiana) entre el número total de nodos y lo compara con la longitud característica del modelo. Si el cociente del desplazamiento máximo sobre la longitud característica del modelo es mayor del 10 %, el solver emite un mensaje de advertencia. La longitud característica del modelo (L) se calcula como:
donde: Xi, Yi y Zi son las coordenadas de nodo i; X c, Yc y Zc son las coordenadas del centro geométrico del modelo; y N es el número total de nodos en el modelo.
Para activar la opción Grandes desplazamientos:
- En el gestor de Simulation, haga clic con el botón secundario del ratón en el icono del estudio estático y seleccione Propiedades.
Aparece el cuadro de diálogo Estático.
- En la pestaña Opciones, seleccione Grandes desplazamientos.
- Haga clic en Aceptar.
Esta opción establece la manera en que el software procede con el problema de contacto. Para obtener un ejemplo de esta función, consulte el Tutorial en línea.
| Opción desactivada |
Se aplica la carga completa inmediatamente. Los pares de origen y de destino se establecen sobre la base de la configuración inicial y permanecen sin cambios durante las iteraciones de contacto. Los planos normales para las áreas de contacto también se basan en la configuración inicial y permanecen sin cambios durante el contacto. Este método puede llevar a resultados inexactos o dificultades de convergencia si estas suposiciones no son válidas, situación probable cuando los desplazamientos se tornan de mayor magnitud. |
| Opción activada |
Las cargas se aplican de manera gradual y uniforme, en una cierta cantidad de pasos, hasta alcanzar sus valores totales. El programa decide internamente la cantidad de pasos sobre la base de los resultados de deformación. Los pares de origen y de destino, y los planos normales para las áreas de contacto son evaluados en cada paso de la solución.
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Procedimiento recomendado
Siga el siguiente procedimiento para solucionar problemas de contacto:
- Solucione el problema sin activar la opción Grandes desplazamientos.
- Active la opción Grandes desplazamientos e inténtelo nuevamente en los siguientes casos:
- Si los desplazamientos o las orientaciones de las caras de contacto no son notorios al trazar la deformación utilizando un factor de escala de 1.0.
- Si el mayor nivel de deformación unitaria excede el 4%.
- Si las tensiones de von Mises están a punto de ceder.
Notas
- Para manejar un gran nivel de deformación unitaria y la no linealidad del material es necesario realizar un análisis no lineal.
- La solución para grandes desplazamientos no funciona con:
- Conectores de soldadura por puntos y de apoyo
- Malla de viga o mixta que incluye vigas
- Cargas de masa remotas
- La opción Calcular fuerzas de cuerpo libre en el cuadro de diálogo Estático (el software ignora la opción)
- La opción Mejorar precisión para unir mallas incompatibles (más lento) en el cuadro de diálogo Estático para superficie a superficie, contacto Sin penetración (el software ignora la opción)