Mejoramiento del Comportamiento Membranal del Elemento de Lámina Cuadrilátero BSQ sin Grados de Libertad Rotacionales Usando una Aproximación en Deformaciones Impuestas

Abstract

En este trabajo se presenta una aproximación en deformaciones impuestas con motivos de mejorar el comportamiento membranal de un elemento de lámina delgada cuadrilátero existente (BSQ).
El elemento tiene solamente grados de libertad traslacionales y está basado en una formulación Lagrangeana Total. La principal diferencia con el el elemento original BSQ es que el campo de las deformaciones membranales es computado utilizando una aproximación cuadrática involucrando a todos los
nudos de la parcela. Otra aspecto distintivo, como consecuencia de la interpolación cuadrática, es el uso de un gradiente más suave para el cálculo de las deformaciones flexionales. El elemento es no conforme, sin embargo pasa la prueba de la parcela para mallas regulares y converge a la solución correcta para mallas irregulares a medida que éstas se refinan. Se asume un comportamiento plano de tensiones con una descomposición aditiva de las deformaciones elásticas y plásticas. Se considera una ley hiperelástica para la parte elástica en tanto que para la parte plástica se adopta una función de fluencia anisotrópica (Hill) con endurecimiento isotrópico no lineal. El elemento se denomina QBSQ (de su acrónimo en inglés Quadratic Basic Shell Quadrilateral), y se implementa en un código implícito y explícito. Los resultados numéricos muestran que la formulación propuesta brinda resultados competitivos frente a otras formulaciones.