Análisis de Elemento Finito (FEA)
Cálculo de Mecánica Estructural (CSM)

Simulación FEA Transferencia de calor en freno de disco

A través del Análisis de Elemento Finito (FEA) o Cálculo de Mecánica Estructural (CSM) se pueden analizar el comportamiento mecánico de estructuras sólidas. Las áreas de aplicación incluyen ingeniería mecánica, ingeniería civil, geo-mecánica, biomecánica y dispositivos MEMS. Podrá responder preguntas relacionadas con, los niveles de estrés y tensión; deformaciones, rigidez y flacidez; frecuencias naturales; respuesta a cargas dinámicas; y inestabilidad de pandeo, por nombrar algunos. Se puede analizar estructuras y materiales sujetos a cargas estáticas y dinámicas, incluyendo un gran rango de tipo de análisis como estacionarios, transiente, engine-mode, paramétrico, fatiga y la interacción entre estructuras y fluidos.

TIPOS DE ANÁLISIS DE ELEMENTO FINITO:

  • MECÁNICA DE SÓLIDOS
  • CARCASAS, PLATOS Y MEMBRANAS
  • VIGAS Y CERCHAS
  • CARGAS Y RESTRICCIONES
  • MODELADO DE MATERIALES
  • FATIGA
  • DINÁMICA DE MULTICUERPOS
  • DINÁMICA DEL ROTOR
  • CARACTERÍSTICAS ESPECIALES
Análisis de Elemento Finito - Mecánica de Sólidos

El Análisis de Elemento Finito se puede apoyar con simulación de tensión plana, deformación plana y deformación plana generalizada; y simetría axial 2D, se pueden obtener el enfoque más general para analizar estructuras sólidas. Al usar una formulación geométricamente no lineal, se puede analizar situaciones con rotaciones y tensiones arbitrariamente grandes.

Existe una amplia variedad de modelos de materiales para describir con precisión su problema de mecánica sólida, y es fácil ampliar estas características mediante el modelado basado en ecuaciones. También se pueden definir las propiedades del material con expresiones constantes, espacialmente variables o no lineales; tablas de búsqueda; o combinaciones de estos.

El análisis de contactos puede incluir fricción estática y dinámica, adhesión y decohesion. Los objetos en contacto pueden tener desplazamientos relativos arbitrariamente grandes.

Análisis de Elemento Finito / CSM - Carcasas, Planos y Membranas

Para estructuras delgadas, se puede realizar un análisis de elemento finito de carcasa (3D) y placa (2D). Las formulaciones permiten las deformaciones transversales de cortante necesarias para modelar carcasas gruesas.

La simulación de Membrana perimite estudiar estructuras muy delgadas, como las películas delgadas y la tela, en donde se requiere una formulación sin rigidez a la flexión. En este análisis los elementos de tensión planos curvados en 3D se utilizan para calcular desplazamientos en el plano y fuera del plano. Este análisis de estructura, permite comenzar desde un estado pre esforzado el cual se usa ampliamente.

Análisis Estructural - Vigas y Cerchas

Análisis Estructural especializado para el modelado de vigas, que son estructuras delgadas que se pueden describir por completo mediante propiedades de sección transversal, como áreas y momentos de inercia. Se pueden utilizar las formulaciones para ambos rayos delgados (teoría de Euler-Bernoulli) y vigas gruesas (teoría de Timoshenko). Los acoplamientos predefinidos permiten mezclar vigas con otros tipos de elementos para estudiar refuerzos para estructuras sólidas y tipo concha.

Para el análisis de vigas existen varios tipos de secciones transversales integradas:
  • Rectangular
  • Caja
  • Circular
  • Tubo
  • Perfil en H
  • Perfil en U
  • Perfil en T
  • Perfil en C
  • Sombrero
  • Definido por el Usuario

También es posible evaluar las propiedades de la sección transversal para secciones transversales 2D arbitrarias y usarlas como entradas para análisis de vigas.
Además, puede modelar estructuras delgadas que solo pueden soportar fuerzas axiales (trusses). Estos elementos también se pueden usar para modelar cables y refuerzos caídos.

Análisis Estructural - Cargas y restricciones

El Análsis Estructural por simulación numérica proporciona una multitud de diferentes cargas y restricciones, lo que facilita el modelado de alta fidelidad.

Ejemplos de Cargas y Restricciones
  • Cargas distribuidas en dominios, límites y bordes
  • Fuerza total
  • Follower Loads
  • Gravedad
  • Mover cargas
  • Marcos giratorios con fuerzas centrífugas, Coriolis y Euler
  • Resortes y amortiguadores
  • Masa agregada
  • Desplazamiento, velocidad y aceleración prescritos
  • Condiciones de contorno periódicas
  • Límites de baja reflexión
  • Capas perfectamente combinadas (PML)
  • Elementos infinitos
Análisis de Elemento Finito - Modelado de materiales

Gracias al Análisis de Elemento Finito se pueden modelar materiales lineales elásticos, visco elásticos y piezoeléctricos, pero también puede modelar materiales no lineales, existen muchas posibilidades de analizar sus propios materiales aunque sean muy exclusivos, de acuerdo a las siguientes variables:

  • Expresiones que dependen del estrés, la tensión, las coordenadas espaciales, el tiempo o los campos procedentes de otra interfaz física directamente en el campo de entrada para una propiedad de material.
  • En los análisis de dominio de frecuencia, puede analizar expresiones de valores complejos.
  • Puede utilizar variables PDEs o ODE adicionales para proporcionar contribuciones de tensión inelástica.
  • También es posible incluir su propio modelo de material a través de C-code (para casos muy particulares)

Los modelos de materiales también pueden acomodar la expansión térmica, la hinchazón higroscópica, estrés inicial y tensiones, así como varios tipos de amortiguación. Las propiedades del material pueden ser isotrópicas, orto trópicas o completamente aniso trópicas.

Materiales no lineales:
  • Elastoplasticidad
  • Hiperelasticidad
  • Elasticidad no lineal
  • Viscoplasticidad
  • Arrastrarse
  • Plasticidad porosa
  • Aleaciones con memoria de forma
  • Plasticidad del suelo
  • Hormigón
  • Rocas
  • Materiales definidos por el usuario
Análisis de Elemento Finito - Análisis de Fatiga

A través del Anális de Elemento Finito se pueden realizar varios análisis de Fatiga incluyendo fatiga por tensión, estrés y energía.

Ejemplos de simulcion por Fatiga:
  • Fatiga de alto ciclo
  • Basado en el rango de estrés
  • Fatiga de bajo ciclo
  • Según el rango de deformación o la disipación de energía
  • Recuento del ciclo de Rainflow
  • Daño acumulativo
  • Fatiga multiaxial basada en métodos de plano crítico
  • Fatiga por vibración
Análisis de Elemento Finito - Dinámica de multicuerpos

Análisis de Elemento Finito para sistemas mixtos de cuerpos flexibles y rígidos.


  • Resortes y amortiguadores
  • Engranajes
  • Análisis estático, transitorio, de frecuencia propia y de dominio de frecuencia
  • Sistemas mecánicos concentrados
Análisis de Elemento Finito - Dinámica de Rotor

Análisis de Elemento Finito de componentes y piezas en máquinas rotatorias donde las asimetrías y la rotación pueden provocar inestabilidades y daños en las resonancias.


  • Idealización de vigas
  • Rodamientos hidrodinámicos
  • Cojinetes lisos y de empuje
  • Rodamientos de rodillos
  • Diagramas de Campbell
  • Órbitas
  • Parcelas de cascadas y remolinos
Análisis de Elemento Finito / CSM - Características Mecánicas
  • Conector rígido
  • Dominio rígido
  • Tensión previa del perno
  • Modelo de contacto de rosca de perno
  • Linealización de estrés
  • Expresiones de factor de seguridad
  • Superposición de casos de carga

Acoplamientos multifísicos para análisis extensos de mecánica estructural

Hay muchas situaciones en las que el comportamiento estructural está estrechamente relacionado con otros fenómenos físicos.

Interacción de estructura fluida:

Estudie la interacción entre una estructura fluida y sólida, que incluya la presión del fluido y las fuerzas viscosas. Las deformaciones de la estructura, que actúan como una condición límite en el fluido, pueden ser arbitrariamente grandes.

Estrés termal:

Simule el estrés térmico y la amortiguación termoelástica con acoplamientos multifísicos especializados. Las propiedades del material de la estructura también pueden depender del campo de temperatura. Las tensiones de contacto pueden afectar no solo la solución mecánica, sino también el flujo de calor a través de una superficie de contacto.

Vibraciones, acústica y ondas elásticas:

Investigar la interacción estructura-acústica; vibración; acústica-carcasa, acústica-sólida, y la interacción piezo-acústica; y la propagación de onda elástica.

Flujo subsuperficial:

Para mejorar el análisis de las interfaces mecánicas sólidas con la poro elasticidad y el flujo de medios porosos.

Piezoelectricidad y Magnetostricción:

Los dispositivos piezoeléctricos se pueden modelar con precisión con un análisis integrado de Mecánica de Sólidos y Electrostática. Se pueden agregar al análisis las propiedades del material para muchos materiales piezoeléctricos populares.
Así mismo se puede analizar AC / DC en conjunto con Mecánica Estructural para acoplar mecánicas sólidas y física magnética para modelar una amplia gama de sensores y actuadores, basados en los principios de magnetostricción.

Estructuras MEMS (Micro-electromecánicos) y Piezorresistividad:

Los acoplamientos incorporados facilitan el análisis de la piezorresistividad, la deflexión electromecánica debida a fuerzas electrostáticas y la electrostricción.

Electromagnetismo de alta frecuencia:

Con la combinación del análisis de Mecánica Estructural con el análisis de RF, el análisis de Óptica de Onda o el análisis de Optica de Rayos para simular donde la deformación mecánica y el estrés afectan el rendimiento de RF, microondas o dispositivos ópticos.

Electromagnetismo de baja frecuencia:

Combine el análisis de AC / DC con el análisis de Mecánica Estructural para agregar efectos electromagnéticos a sus análisis estructurales, como la deformación debida a las fuerzas electromagnéticas, la expansión térmica del calentamiento Joule y el contacto electromecánico.

Análisis de Elemento Finito | Diversos Ejemplos


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