Análisis de tensiones tangenciales en secciones llenas y de pared delgada sometidas a torsión con la ayuda del programa de elementos finitos ANSYS

Abstract

El presente Trabajo Fin de Grado consiste en el estudio de la distribución de las tensiones tangenciales debidas a torsión en diversas vigas de diferente tipo de sección, utilizando el Método de los Elementos Finitos. El objetivo del trabajo es resolver casos sencillos de torsión uniforme de manera analítica y comparar los resultados teóricos con los que se obtienen mediante la utilización de un programa de elementos finitos. Se utilizarán elementos unidimensionales, bidimensionales y tridimensionales para simular cada uno de los casos estudiados. Se ha utilizado el programa de elementos finitos ANSYS, versión académica 19. El estudio será de una viga de diferentes secciones, fija en un extremo y sometida a un momento torsor en el extremo libre. Los casos a estudiar son concretamente siete, y en el capítulo tres se desarrolla la teoría necesaria para poder resolverlos de manera analítica. Se estudian siete vigas, cada una con una sección diferente: macizas, abiertas y cerradas de pared delgada e híbrida. Cuando se resuelven los casos de forma analítica, se supone que se trata de torsión pura y que no existe alabeo. Al resolverlos mediante el MEF, esto no es exactamente así, ya que dicho método lo resuelve de una forma más real. Por tanto, es importante imponer bien las condiciones de contorno para realizar una simulación lo más exacta posible para que los resultados numéricos se aproximen a los de torsión pura.