Este sencillo software nos ayudará a resolver un problema para una pieza de acero que sostiene una biga metálica cuyo valor de la reacción del apoyo es de 27 kN. Este ejemplo parte de una práctica del libro Finite Element Simulations with ANSYS Workbench 12, de Huei-Huang Lee, que puede adquirirse en lugares especializados, como Amazon.
En primer lugar es necesario realizar mediante algún software especializado como Workbench, Alibre, Inventor, Salome u otro con que podamos realizar el modelo tridimensional, se muestra a continuación el modelo acabado:
Bien, existe un paso intermedio que es realizar un mallado del modelo, y LISA no dispone de uno suficientemente potente así que hecharemos mano de NetGen, un software gratuito que puede obtenerse desde la web de Sourceforce. El fichero dependerá de nuestro sistema, sobretodo si es de 32 o de 64 bits.
Es un software que funciona muy bien e inicialmente abriendo el modelo veremos una representación tridimensional en color verde:
Podríamos entrar en detalles del tipo de mallado y su diseño, pero para el caso que nos ocupa ahora no lo encuentro necesario, por lo que paso a realizar el mallado pulsando el botón Generate Mesh y nos queda lo de a continuación:
Bien, acabado el mallado es necesario exportarlo y lo hacemos mediante un fichero acabado en .vol, de volumen.
Ahora toca paso a LISA, con este software abrimos directamente el fichero .vol que hemos creado pero que tenemos que guardar a posteriori con otro tipo de archivo acabado en .lml ya que LISA no graba archivos .vol.
Solventados estos pequeños inconvenientes informáticos empieza lo bueno. Lisa es un software que necesariamente trabaja sin unidades, por lo que es necesario que todas ellas sean consistentes, tal y como dice en su manual:
"LISA only crunches numbers, the responsibility for using a consistent system of units rests with the user. For e.g in static analysis : length in meter, force in newton & Young's modulus in N/m2 or length in inch, force in lbf & Young's modulus in lbf/inch2"
Para el caso que nos ocupa el acero tiene un módulo elástico de 210000 N/mm2, un Módulo de Poisson de 0.3 y una densidad de 0.000785 N/mm3.
Introduciendo estos valores en la base de datos del software y asignándolo a los elementos de la simulación podremos a continuación considerar las restricciones y las acciones que sobre la pieza actúan.
Introduciendo las restricciones de valor 0 en las direcciones X, Y y Z obtenemos una situación estática. Ahora bien, para introducir el axil de 27 kN que se supone repartido por toda la superficie es necesario tener en cuenta el número de nodos que se seleccionan y dividir por el axil en unidades de Newtons, no de KiloNewtons (ya que en la base de datos de los materiales hemos considerando Newtons y milímetros). Por cierto, el modelo es en milímetros, por lo que todo el sistema va quedando consistente. Veamos la siguiente imagen:
El número de nodos es de 481 nodos, de los que hay que repartir 27000 Newtons, por lo tanto hay que considerar para cada uno una fuerza de 56.13 Newtons para cada nodo, negativo en el sentido del eje Y, que para el software es el vertical.
No es un proceso directo, al contrario de Ansys, como he podido observar con el libro de Huei, que aplicando la fuerza de 27000 N directamente sobre una superficie, el software Ansys la distribuye automáticamente a los nodos del mallado.
Tenemos el siguiente resultado:
En la anterior imagen tenemos las tensiones de Von Misses, cuyo valor alcanza los 51,06 N/mm2 (o MPa). Huei expone el siguiente resultado en su libro:
El modelo deformado se muestra en la siguiente imagen:
La deformación es de 0.09176 milímetros. Huei nos muestra que por Ansys la deformación es de 0.1005 milímetros:
Bien, creo que es una buena aproximación de los resultados y por lo tanto nuestra consideración de unidades ha sido consistente.
LISA es un software sencillo pero que hay que saber interpretar en cada momento cada paso que damos, pues los resultados pueden no ser satisfactorios o bien erróneos sin darnos cuenta.
Desgraciadamente no abundan los manuales o bien ejemplos para este software aunque sí existen unos vídeos en youtube en combinación con otros softwares de edición tridimensional y de mallado como el se se muestra a continuación:
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