Análisis termomecánico no lineal mediante métodos explícitos de diferencias finitas y elementos finitos

Abstract

Los algoritmos de integración explícita en el tiempo proporcionan una metodología de solución para problemas dinámicos, que es común para diferencias finitas y elementos finitos. Los métodos explícitos originan algoritmos numéricos particularmente sencillos, lo que les dota de una gran potencia para su aplicación a problemas complejos. El interés ve acrecentado en la actualidad por su adecuación a arquitecturas de ordenadores tanto vectoriales como de proceso masivamente paralelo. Se propone en este trabajo un método de diferencias finitas con mallas no estructuradas para problemas termomecánicos acoplados, basado en leyes de balance mecánico y termodinámico con formulación integral. Al desarrollar el esquema de cálculo y los algoritmos se comprueba que es completamente equivalente a un método de elementos finitos. Se presentan algunos resultados en aplicaciones que abarcan problemas simples de propagación de ondas elásticas, procesos lentos de extrusión termomecánica y fenómenos de impacto a alta velocidad con perforación de blindajes. Estos muestran la eficacia del método propuesto en la resolución de problemas reales en sectores tecnológicamente avanzados.

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