El método de elementos finitos para ingenieros: enfoque aplicado

Abstract

El método de elementos finitos para ingenieros: enfoque aplicado brinda una introducción a los principales métodos de cálculo computacional utilizados en ingeniería y ciencias aplicadas, con un enfoque que plantea un equilibrio entre los conceptos teóricos elementales, la aplicación práctica y el estudio de casos reales. El libro brinda una base conceptual sobre diferentes aspectos del modelado que resultan imprescindibles para el desarrollo de modelos y la interpretación de los resultados, así como también ofrece una metodología sistemática y ordenada para la evaluación, verificación y validación de modelos existentes. El método de elementos finitos (FEM) se introduce por medio del método directo de la rigidez, con el cual se desarrollan las formulaciones correspondientes a los sistemas discretos para problemas de estática y dinámica (elementos estructurales como masas puntuales, resortes, amortiguadores, barras y vigas). A continuación, se presenta una breve introducción a las principales ecuaciones diferenciales y problemas de contorno asociadas a los problemas de conducción de calor y relativos al análisis estructural. Tales problemas se resuelven en su forma fuerte o diferencial por medio de los métodos de diferencias finitas (DF) y de volúmenes finitos (VF), cuyas metodologías se desarrollan someramente a lo largo del texto. Más tarde, estos problemas se reformulan en su forma débil a través de los métodos variacionales directos de Ritz y de residuos ponderados, los cuales se resuelven posteriormente con el método de elementos finitos. El FEM se desarrolla para elementos con diferentes configuraciones geométricas y órdenes de interpolación, tanto en 1D, 2D como en 3D. Los últimos capítulos del libro se destinan a abordar las propiedades generales del FEM y al estudio de casos representativos de problemas estacionarios y transitorios térmicos como también de la dinámica estructural. El libro incluye material adicional basado en las planillas y los códigos desarrollados para efectuar la resolución de los ejemplos presentados a lo largo del texto.