Desarrollo e implementación de un procedimiento de mejora de las tensiones de contacto de elementos finitos en mallados cartesianos 3D independientes de la geometría

Abstract

Dentro de los sistemas mecánicos es muy habitual encontrar componentes en contacto. En muchas ocasiones estas interacciones tienen importantes implicaciones a nivel de funcionalidad, eficiencia energética y vida útil del conjunto. Por tanto, una correcta simulación numérica del contacto permitirá optimizar los diseños consiguiendo sistemas más fiables, energéticamente eficientes y menos costosos de adquirir (por la reducción de costes de prototipado) y de mantener (por la reducción del desgaste de los componentes y de la necesidad de recambios).

La naturaleza no lineal del contacto imposibilita la obtención de soluciones analíticas o de ábacos de diseño para la mayoría de casos de estudio. Conscientes de esta limitación, dentro del ámbito de la simulación mediante el método de los elementos finitos (MEF) han aparecido procedimientos para resolver numéricamente este tipo de problemas. Sin embargo, la calidad de estas soluciones numéricas se aleja de los niveles de precisión que permitirían optimizar los diseños si buscamos tiempos de cálculo operativos.

El objetivo del TFG es desarrollar e implementar en Matlab una metodología de postproceso basada en el uso de técnicas de alisado de las soluciones del MEF (evaluadas mediante el Cartesian grid Finite Element Method - cgFEM) que mejore la solución en el contacto y permita mayor precisión al aplicar los criterios de diseño de componentes en contacto.