Y AHORA QUE ELEMENTO FINITO, YA LO HE HECHO, PERO, ¿COMO TRANSPORTO UNA BARRA DE 50 METROS?


integralia-1Hola mentes inquietas,

Hoy os vengo hablar de la maravillosa serie de post “Te quiero/Me gustas elemento finito pero…”. En esta entrada vamos tratar, como trasladamos a la realidad los datos que introducimos en nuestro programa de cálculo. Por este motivo podemos decir que:

“De los creadores de Te quiero elemento finito… pero para un ratito y Me gustas mucho elemento finito, ¿pero no me estarás liando un poquito? llega… Y AHORA QUE ELEMENTO FINITO, YA LO HE HECHO, PERO, ¿COMO TRANSPORTO UNA BARRA DE 50 METROS?”

Efectivamente, hemos domado a nuestro modelo, después de pelearnos con él, quito nodos, pongo nodos, articulo barras, restrinjo barras, ponemos correctamente nuestras condiciones de contorno, ¿y la malla? QUÉ PASA CON LA MALLA!!! Recordad amigos, la malla no es importante en un modelo de barras, solamente la haremos mas fina si queremos más información en puntos intermedios de nuestra barra, o tenemos una carga puntual, es más en un modelo de barras la malla es congruente si o si, recordad todo lo que hemos aprendido en post anteriores sobre el MEF.

14032012-torres-solares-EnviroMissionVamos a lo que vamos. Imaginad el modelo más simple del mundo, una barra vertical, es más un HEB vertical, que por cuestiones de nuestro proyecto tiene 50 metros de alto. Meterla en nuestro modelo es sencillo, dos nodos serán suficientes, un empotramiento en uno de ellos y cualquier formulación para elementos tipo viga nos dará la solución con dos nodos… y con 3, y con 4, y con 100.000, pero os aseguro que no va a cambiar nada el modelo de 2 a 100.000 nodos.

Pasemos a la realidad. Pregunta: ¿cada nodo en nuestro modelo representa un trozo de viga en realidad? es decir, en nuestro modelo inicial de 2 nodos plantearíamos un pilar HEB de 50 metros de largo en una pieza. Si, exacto, es absurdo, porque no se fabrica un perfil tan largo, no se puede transportar y probablemente una pieza tan larga seguro seguro seguro que perfectamente vertical no iba a estar.

integralia-8Entonces ya tenemos la respuesta a nuestra pregunta. No, cada nodo en un modelo de elementos finitos NO TIENE POR QUE REPRESENTAR UNA JUNTA, CORTE O ARTICULACIÓN. Para que nuestros nodos funcionen como tal, es necesario que le demos las condiciones de contorno adecuadas.

Por lo tanto, doctor, hay que cortar. Está claro que cortaremos a medida de perfiles comerciales, 12 ó 18 metros que habría que empalmar hasta llegar a los 50 metros. ¿Este hecho está reflejado en nuestro modelo?, ¿quizás un nodo refleje ese empalme? La respuesta es claramente no, por lo menos en un modelo de barras como el que nos ocupa.

Si sintieramos la imperiosa necesidad de comprobar las tensiones que discurren por esos empalmes necesitaríamos desarrollar un modelo sólido, en mi opinión bastante complejo, ya que los contactos son muy dificiles de modelar. Además nuestro empalme puede ser de dos tipos:

  1. Soldado: en nuestro caso al tratarse de una unión a tope, deberíamos soldar a penetración completa nuestros empalmes, ya que es la única manera de asegurar que nuestra unión (si los ejes están colocados alineados perfectamente) transmite todos los esfuerzos correctamente y no es necesario de comprobar, ya que cuando soldamos a penetración completa (si el soldador es bueno), el material que aporta el electrodo es de mejor calidad que el acero de la barra y la soldadura va a ocupar todo el espesor del perfil, por lo tanto, es lógico que la unión pase completamente y correctamente todos los esfuerzos a la siguiente barra. No voy a entrar en los factores que tienen que ocurrir en esa soldadura para que sea correcta y los requisitos que tiene que cumplir un soldador para que se considere buena, ya que me daría para otra entrada y bien grande. Además no domino nada este tema. En mi opinión realizar un modelo que incluyera la soldadura, modelar la interfaz entre los distintos materiales… se me hace bastante complicado a mi parecer.
  2. Atornillada: la tipología de unión atornillada que asegura la continuidad del perfil es la unión con cubrejuntas. A pesar de lo que pudiera parecer, creo que modelar una unión con cubrejuntas, sería un modelo “más sencillo” a pesar de que tiene más elementos que la unión soldada (es mi opinión, probablemente equivocada). Pero no merece la pena modelarlo, cualquier norma estructural tiene entre su articulado, la forma para comprobar este tipo de uniones: aplastamiento, deslizamiento, desgarro,… pero en mi opinión si se puede soldar a penetración completa, la unión atornillada no tiene nada que hacer contra ella. Por lo que en este modelo yo creo que me decantaría por la soldadura. No voy a meterme más tampoco en la unión atornillada porque tambien me daría para otra amplia entrada.

sap nave completa cargasEn conclusión y ya para terminar. Lo que os quería mostrar hoy es que un modelo de elementos finitos muestra lo que nosotros le enseñemos a mostrar siempre que tengamos ganas de complicarnos la vida. La pregunta que os tenéis que hacer es, ¿es productivo esto que voy a comprobar, meterlo en el modelo de elementos finitos o quizás puedo realizar alguna comprobación a mano que me cubra gran parte de la casuística que ocupa nuestro problema? Por eso lo que tenemos que aprender de hoy es que no tiene por qué, lo que hemos representado en nuestra pantalla del ordenador, tiene que ser el producto final. Probablemente, y como se suele decir, el resultado final y lo que tenemos en nuestro modelo de barras se parezca lo que un huevo a una castaña.

Así que como siempre, gracias por vuestra lectura, espero que os haya gustado y espero vuestros comentarios e interacciones.

Saludos y hasta la próxima.

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