Elementos Finitos MITC para Cáscaras Sometidas a Grandes Deformaciones Elásticas

Abstract

El objetivo de este trabajo es desarrollar elementos finitos para cáscaras sometidas a grandes deformaciones en el rango elástico. Se parte de los elementos cuadrangulares MITCn (MITC por interpolación mixta de componentes tensoriales, n por el número de nodos del elemento). Se formulan especifícamente los elementos MITC4 (K.-J. Bathe y E. N. Dvorkin, Int. J. Num. Meth. Engng., 22:697-722 (1986)), MITC9 y MITC16 (M. L. Bucalem y K.-J. Bathe, Int. J. Num. Meth. Engng., 36:3729-3754 (1993)).
Estos elementos son enriquecidos tratando las rotaciones de la manera propuesta por J. C. Simo et al., Comp. Meth. Appl. Mech. Engng., 79:21-70 (1990). Esto garantiza que la restricción de inextensibilidad en la dirección normal a la cáscara se satisfaga exactamente.
Finalmente, se estudia la flexión de una viga en voladizo, estableciéndose curvas de convergencia para ese problema en función del tamaño de la malla para los tres elementos MITCn planteados. Se observan tasas de convergencia similares, lo que alienta la elección del elemento MITC4, de precisión satisfactoria y menor costo computacional. Se requiere mayor estudio para extender esa conclusión a piezas de distinta geometría y/o sujetas a distintas condiciones de borde.