Incorporación de las no linealidades materiales en materia: Enfoques prácticos y métodos de cálculo

El análisis de elementos finitos (FEA) es una herramienta poderosa utilizada en la ingeniería para simular el comportamiento de estructuras y materiales bajo diversas cargas. Incorporar no linearidades materiales en modelos FEA mejora la precisión, especialmente cuando se trata de materiales complejos que no siguen el comportamiento lineal elástico. Este artículo habla de enfoques prácticos y métodos de cálculo para incluir no linearidades materiales en simulaciones FEA.

Comprensión de las no linealidades materiales

Las no linealidades materiales ocurren cuando la relación entre estrés y estrés de un material se desvía de una línea recta. Los tipos comunes incluyen plasticidad, crep y daño. Reconocer estos comportamientos es esencial para un modelado preciso, especialmente en materiales como metales, polímeros y compuestos sometidos a altas cargas o uso a largo plazo.

Enfoques prácticos en la FEA

La incorporación de la conducta material no lineal implica seleccionar modelos apropiados y técnicas de solución iterativa.El enfoque más común es utilizar métodos incrementales-iterantes, que actualizan el estado material en cada paso basado en el estrés y la tensión actuales. Este proceso asegura que el modelo captura la respuesta no lineal con precisión.

Métodos de cálculo

Se utilizan varios métodos de cálculo para implementar no linearidades materiales en FEA:

• Curvas de estrés-estres: Usar datos experimentales para definir la relación no lineal directamente en el modelo material.
• Modelos de parásitos: Implementar criterios de rendimiento y endurecer leyes para simular deformaciones permanentes.
• Viscoplasticidad: Contando con el comportamiento plástico dependiente del tiempo bajo cargas sostenidas.
• Modelos de Daño y Creep: Incluyendo efectos de degradación y deformación a largo plazo.