Introducción al método de los Elementos Finitos Aplicando MATHCAD campo unidimensional

Abstract

El método de elementos finitos es hoy por hoy una técnica sumamente extendida a una innumerable cantidad de aplicaciones ingenieriles, aplicar los principios a través de programación es trascendental para entender el método. Este es un primer manual que trata de exponer en una forma accesible y pedagógica las complejidades inherentes del método de elementos finitos, considerando que el estudiante que toma el curso de elementos finitos, es un estudiante de último nivel, habido de poner en práctica los conocimientos teóricos impartidos y deseoso de experimentar con retos ingenieriles más que lidiar con matemática. Para el presente trabajo nos inspiramos en algunas obras recientes como por ejemplo “Finite Element Modeling and Simulation with ANSYS Workbench de Xialin Chen”, que hacen un tránsito por el método de los elementos finitos conjugando el desarrollo teórico con aplicaciones de uno de los programas más potentes del mercado. Existen muchos textos que abordan el método con aplicaciones de Matlab, debido a que en el Departamento de Energía y Mecánica se trabaja en las asignaturas de mecanismos y vibraciones con MathCAD y puesto que los estudiantes están familiarizados con este programa, se lo aplico con bastante éxito desde el punto de vista pedagógico que es el aspecto que nos motivaba principalmente. Trabajar con el MathCAD significo priorizar la comprensión del método sobre la efectividad y rapidez de calculo que podría ofrecer el Matlab, sin embargo en el capítulo I, únicamente para establecer una comparativa, se aplica para el cálculo de armaduras el programa del profesor A. J. M. Ferreira. El presente libro de texto cubre solamente la parte unidimensional a través de la aproximación directa, es decir sistemas de resortes, armaduras, vigas y pórticos planos, en una futura edición o volumen se abordara el campo bidimensional.