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Elementos Finitos
Apuntes sobre Ansys 
v1.0
- Análisis Estructural.
- Análisis Modal.
- Dibujos parametrizados programados.
- Estructuras de vigas.
Carpeta en Dropbox de la práctica:
www.dropbox.com/sh/xyxoom9kp3irgpm/wSVBg81hMX
Tutoriales recomendados de Ansys.
confluence.cornell.edu/display/SIMULATION/ANSYS+Learning+Modules
•En esta página aparecen artículos muy detallados (y a la vez resumidos) sobre cómo 
resolver distintos problemas en Ansys solucionando los problemas más frecuentes. 
•Si a veces en un tutorial no sale algo puede ser porque se mencionó en alguno 
anterior.
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Cómo abrir la consola ANSYS APDL necesario en algunos tutoriales.
•Los tutoriales en Ansys APDL permiten resolver algunos problemas interesantes, 
como por ejemplo, problemas estáticos de estructuras con barras.
•Para abrir la consola de ANSYS APDL en el Workbench de Ansys v14.0 se debe hacer 
lo siguiente:
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Cómo abrir el archivo .SAT de la biela.
Comentarios:
• La biela fue dividida en Ansys para disminuir los problemas al aplicar las condiciones 
de borde, aunque al final fue más para asegurar que estuviera bien. Para ello se usó el 
comando Split de Inventor, pero una vez que la biela estaba lista.
• Cuando se importan piezas que coinciden perfectamente (usando el comando Split, 
etc.) Ansys reconoce que forman parte de un mismo cuerpo automáticamente.
• Ansys e Inventor nunca interactúan, así que no se necesita ningún tipo de 
compatibilidad especial.
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Conformación de cuerpos sólidos en Ansys.
•En general Ansys reconoce que los cuerpos (body) que forman parte de una misma 
parte (part) en realidad son un mismo objeto sólido. A veces al dibujar en Ansys los 
cuerpos aparecen divididos. Para arreglar esto y hacer que varias piezas adyacentes 
pasen a formar parte de un mismo cuerpo se debe hacer lo siguiente: seleccionar las 
piezas, abrir el menú del clic derecho y escoger “Form new part”. 
•Artículo: confluence.cornell.edu/display/SIMULATION/ANSYS+WB+-+Bike+Crank+-
+Geometry
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Sobre el mallado.
•En el editor de mallado de Ansys al hacer click derecho en Mesh y luego en Insert 
aparecen diferentes opciones (Mesh Insert … ). Las opciones m á s importantes 
para estos fines se describen a continuación:
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Sobre el mallado.
• Refinement:
El mallado automático se Ansys suele tener una forma bastante buena, pero 
un n ú mero insuficiente de elementos. Para solucionar este problema se puede 
escoger esta opci ó n y agregar una especie de factor de refinamiento. 
Lamentablemente esta opción no permite refinar tanto la malla.
•Mapped face meshing:
Esta opción permite especificar qué tipo de elementos queremos en el 
cuerpo. Por ejemplo, podemos obligar a Ansys a usar sólo elementos cuadrangulares 
en un cuerpo.
•Method:
Es parecido a Mapped Face Meshing, pero se pueden escoger opciones 
menos deterministas. Por ejemplo, si se escoge Quadrilateral Dominant, entonces 
Ansys usará elementos cuadrangulares mayoritariamente.
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Sobre el mallado.
•Sizing aplicado a superficies o volúmenes:
Esta opción es una de las más versátiles. Si se escoge una cara, o un cuerpo 
s ó lido, se puede especificar un n ú mero de elementos determinado y mantener la 
forma de la malla previa.
•Sizing en líneas:
Si se escoge una cara, entonces además de lo anterior podemos escoger el 
número de divisiones que queremos en ella. Así se puede hacer una malla más fina en 
una zona crítica, o algo parecido a lo que se hace con TRANSFINI en Samcef.
En algunos casos, si escogemos Soft en Behavior podemos especificar un 
BIAS FACTOR para que una distribuci ó n personalizada de elementos en la l í nea de 
acuerdo al patrón del menú de abajo.
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Tipo de análisis.
En GeometryAdvanced Geometry Options se puede escoger si el análisis posterior 
es 2D o 3D. Esto afecta a toda la modelación. 
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Tipo de análisis.
Si el cuerpo es 2D, Ansys puede resolver para un espesor estándar y no 
afecta en nada cuando las C.B. son desplazamientos y esfuerzos o presiones. Después 
en la etapa de modelado podemos escoger lo siguiente:
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Tipo de análisis.
• Plane Stress es para sacar los esfuerzos en el plano.
• Axisymmetric no pregunta dónde está el eje de simetría. No es que Ansys adivine, 
sino que siempre asume que el eje de rotación es el eje Y. Tengan eso en cuenta al 
hacer la geometría.
• En otras palabras, el eje Y pasa a ser el eje axial y X es la componente radial; 
obviamente Z es la componente tangencial. 
• Artículo: confluence.cornell.edu/display/SIMULATION/Pressure+Vessel+-
+Geometry
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Condiciones de borde (análisis estructural).
•Fixed support:
Asume que la cara o la línea seleccionadas están absolutamente fijas.
•Displacement:
A diferencia de lo anterior permite especificar un desplazamiento 
personalizado, incluyendo la opción de dejar algunas componentes libres. Debido a 
esto último, esta opción sirve para simular los “carritos” vistos en estática.
•Gravedad:
La gravedad se puede especificar como un vector con componentes 
indicadas manualmente, y no se encuentra activada por defecto.
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Condiciones de borde (análisis estructural).
•Force, Pressure:
Sirven para aplicar fuerzas o presiones según corresponda sobre los cuerpos. 
Los esfuerzos también pueden definirse en Pressure. Cabe destacar que se pueden 
especificar por componentes: 
(El menú es igual para Pressure, 
Force y Bearing Load)
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Condiciones de borde (análisis estructural).
•Bearing load:
La imagen de abajo es un extracto de la descripción del help de Ansys. En 
otras palabras, esta opción aplica una distribución de presiones que tiene como valor 
neto la componente especificada. Es una excelente opción para simular pasadores. 
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Ver Resultados.
•En los menús que aparecen en la imagen se pueden ver diferentes opciones de 
visualización:
16
Ver Resultados.
•El comando Probe también es muy útil para leer los esfuerzos:
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Compartir componentes entre modelos.
•La barra que se ve en la siguiente figura quiere decir que el segundo modelo, creado 
dentro del mismo archivo, utiliza la misma geometría estudiada en el análisis modal.
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Análisis modal del cuerpo.
•Aparece como Modal en Ansys. La definición de la geometría y el mallado son 
idénticos al análisis estructural visto anteriormente. En realidad, la única diferencia es 
que en la definición de las condiciones se especifica lo siguiente:
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Editor de geometría.
En los tutoriales mencionados hay muchas referencias sobre como dibujar 
diferentes geometrías. Existen cosas generales que se deben tener en cuenta:
Sketch:
•Las figuras en Ansys, ya sean 2D O 3D se basan en lo que se conoce como Sketch.
•Se pueden crear infinitos Sketches a partir de un cierto plano, e incluso se pueden 
replicar entre ellos.
•Para evitar problemas al generar superficies o cuerpos, lo ideal es que cada Sketch 
sea un contorno cerrado único.
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Acotar dibujos.
•La idea en Ansys en dibujar a mano alzada y luego restringir el dibujo.
•El número de cotas (dimensiones) necesarias depende de las restriccones usadas 
(Contraints).
•Las líneas que no están bien acotadas aparecen en gris, y las cotas que interfieren 
aparecen en rojo.
•Por ejemplo, el siguiente tiene un lado sobre el eje X, otro sobre el eje Y y una cota 
horizontal. Sin embargo, aparece una línea gris porque su altura no está acotada.
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Parametrizar dibujos.
•Una vez que se han dado las cotas estas se pueden parametrizar.
•Los parámetros se pueden controlar desde la pantalla principal.
•Incluso se pueden programar las relaciones entre los parámetros utilizados con 
fórmulas estilo Excel.
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Programar parámetros.
•En la figura aparece la interfaz tipo Excel para programar los parámetros, o sólo 
darles valores. “Alto” corresponde a la altura del rectángulo previo. 
•Las formulas pueden incluir logaritmos, raíces cuadradas, etc.
•Notar que el ancho del rectángulo se llama escribiendo P1. Esta denominación 
aparece al lado de su nombre más arriba.
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Parametrizar dibujos.
•Ejercicio.Replicar el siguiente ejemplo en Ansys:
Restricciones de prueba:
• A10 es el ángulo de una línea radial.
• A105º
• Espesor: 0.1 m
 
Objetivo:
• Aprender a hacer modelos que se 
actualicen solos.
• Aprender a restringir las geometrías.
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Importación de puntos en estructuras de vigas.
•Antes de crear las vigas en Ansys hay que ingresar los puntos de las uniones. Estos 
puntos son diferentes a los que se crean en los Sketch. Afortunadamente en vez de 
ingresarlos uno por uno se pueden importar desde un archivo de texto.
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Importación de puntos en estructuras de vigas.
•A continuación se presenta un archivo utilizado como ejemplo en los foros de 
CFD-Online.com:
#------------------------------------------------------------
# List of Point Coordinates
# Format is: integer Group, integer ID, X, Y, Z
# all delimited by spaces, with nothing after the Z value.
# Group 1
# [ID Grupo] [ID Punto] X Y Z
1 1 20.1234 25.4321 30.5678
1 2 25.2468 30.1357 35.1928
1 3 15.5555 16.6666 17.7777
#Group 2
2 1 50.0101 100.2021 7.1515
2 2 -22.3456 .8765 -.9876
#------------------------------------------------------------
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Creación de vigas.
•Las vigas son cuerpos de líneas y se crean como se muestra en la Figura.
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Creación de vigas.
•Para agregar la sección transversal de las vigas se hace lo siguiente:
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Creación de vigas.
•En esta imagen aparece el tipo de centrado de la vigas y su alineación.
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Mallado de vigas.
•Existe una opción llamada Body Sizing para darle el tamaño adecuado a los 
elementos. Se activa de manera similar a Sizing tal como se muestra en la Figura.
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Configuración para resolver el problema.
•Para que Ansys resuelva el problema de las vigas se debe activar la siguiente opción: