Читать книгу Análisis y diseño de piezas con Catia V5 - José Antonio Vásquez Angulo - Страница 14

Esta pestaña es de gran importancia, ya que la información que introducimos en ella será de total relevancia en los datos que obtendremos en el cálculo, por el MEF con CATIA V5.

La pestaña incluye las propiedades mecánicas propiamente dichas del material que enunciaremos a continuación:

En la casilla Material, podemos seleccionar el tipo de material al que este pertenezca, ya sea Isótropico, Ortotrópico 2D o 3D, Fibroso o Anisótropo.

La isotropía: es la característica de poseer propiedades iguales en cualquier dirección. Cuando la propiedad elasticidad se manifiesta en igual medida, cualquiera sea la dirección en la que se ha producido la deformación o la dirección en la que se deforma, el material se denomina isótropo.

Para nuestro ejemplo, seleccionamos Isotropic Material.

En el cuadro Structural Properties encontramos las casillas:

Módulo de elasticidad E (Young⁹ Modulus): Este módulo de elasticidad es muy importante a la hora de hacer los cálculos con el método ELFINI con CATIA V5.

Las unidades del E que el programa toma por defecto son N/m² (Pa). En la mayoría de las tablas con características de aceros, el E contiene la información en MPa, por eso es importante introducir el número en esta casilla en Pa y no en Mpa.

Según las necesidades de trabajar con otras unidades, CATIA V5R16 ofrece también la opción de poder cambiar las unidades, a las unidades con que usualmente trabajemos (véase la pág. 35).

El módulo de elasticidad o módulo de Young: es un parámetro que caracteriza el comportamiento de un material elástico, según la dirección en la que se aplica una fuerza. El valor de E es una característica de cada material.

Las unidades del módulo de Young son las mismas que las del esfuerzo, es decir, Newton por milímetro cuadrado (N/m2), más conocido como pascal (Pa) o en libras por pulgada cuadrada (Lib/in2). Esto es consecuencia de que la deformación longitudinal es una cantidad sin unidades (adimensional).

Factor de Poisson v (Poisson¹⁰ Ratio): Insertamos este factor en la celda Poisson Ratio. Este valor carece de unidades.

Factor de Poisson: esta constante se expresa como la deformación unitaria lateral sobre la deformación unitaria axial de un cuerpo que se encuentra sometido a tensión. Poisson demostró que estas dos deformaciones son proporcionales entre sí, dentro de los límites de la ley de Hooke¹¹.

Densidad ρ (Density): Este valor es muy importante a la hora de hacer los cálculos con el método ELFINI con CATIA V5.

Las unidades para la ρ que el programa toma por defecto son Kg/m³. Por ello, es importante introducir el número en esta casilla Density en Kg/m³.

Densidad: es una propiedad intensiva de la materia definida como la relación de la masa de un objeto dividida por su volumen.

Límite de elasticidad ELim (Yield Strength): Esta propiedad mecánica del material es irrelevante para los cálculos en CATIA V5, porque el programa no lo toma en cuenta para el cómputo. Este valor es considerado para el análisis de resultados (por ejemplo, véase la página 221). Se trata del límite de elasticidad del material. Si se quiere, y se tiene la información, se puede colocar, para así completar las propiedades de nuestro material y tenerlo como referencia para posteriores conclusiones.

Coeficiente de dilatación térmica (Thermal Expansion): Este valor es muy im portante a la hora de hacer los cálculos con el método ELFINI con CATIA V5.

Las unidades para el coeficiente de dilatación térmica que el programa toma por defecto son mm/mmK, por ello es importante introducir el número en esta casilla Thermal Expansion en mm/mmK.

Dilatación térmica: cuando se calienta un cuerpo sólido, la energía cinética de sus átomos aumenta de tal modo que las distancias entre las moléculas crece, expandiéndose así el cuerpo, o contrayéndose si es enfriado. Estas expansiones y contracciones son causadas por variación de temperatura en el medio que le rodea.