Un Elemento Prisma Triangular de Sólido-Lámina para el Análisis con Grandes Deformaciones

Abstract

Este trabajo desarrolla un elemento de sólido-lámina prismático de base triangular orientado al análisis de láminas delgadas/gruesas con grandes deformaciones elasto-plásticas. El elemento se basa en una formulación lagrangeana total y utiliza como medidas de deformación el logaritmo del tensor de estiramiento material (U) obtenido a partir del tensor derecho de Cauchy-Green (C) modificado. Las modificaciones son tres: a) una aproximación clásica de deformaciones transversales de corte mixtas impuestas b) una aproximación de deformaciones impuestas para las componentes en el plano tangente de la lámina y c) una aproximación en deformaciones impuestas mejoradas para la deformación normal a través del espesor (un grado de libertad adicional). El objetivo es poder utilizar el elemento para la simulación de láminas sin que bloquee por cortante, mejorar el comportamiento membranal del triángulo en el plano tangente, eliminar el bloqueo por efecto Poisson y poder tratar materiales elasto-plásticos con flujo plástico incompresible y materiales elásticos cuasi-incompresibles. Se utilizan un punto de integración en el plano del triángulo y tantos como sean necesarios en el eje del prima. Se presentan varios ejemplos que muestran el comportamiento libre de bloqueo por corte y por efecto Poisson del elemento, como la mejora en el comportamiento en el plano de la lámina alivia el bloqueo volumétrico y el muy buen comportamiento del elemento presentado para el análisis de laminas en régimen no lineal geométrico y material.