Análisis Estructural y Sismico Sobre la Estructura Simplificada de un Tanque Esferico
Descripción
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November 28, 2015
DEMO Análisis de Vibraciones para Contenedor Esférico Se muestra el proceso para una simulación de vibraciones externas (sismo) sobre la estructura de un contenedor esférico
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Contenedor esférico sostenido por un arreglo de 12 columnas equidistantes
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El material se considera como Acero Estructural para todos los elementos
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Se considera una unión sin deslizamientos entre la superficie del contenedor y las columnas.
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Empotre perfecto en la base de las columnas
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Objetivos Obtener esfuerzos y deformaciones por efectos de cargas estáticas Obtener los primeros 6 modos de vibración y sus respectivas frecuencias Aplicar los datos de entrada de simulación de un sismo Obtener el desplazamiento direccional de la estructura por efectos de excitación externa Obtener los esfuerzos en el contenedor Obtener los esfuerzos en las columnas Obtener la respuesta a la excitación mediante PSD (densidad espectral)
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Geometría Se realizó el modelo en DesignModeler de Ansys Workbench 16.2
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Generación de la Malla Se generó una malla automática en el contenedor. Se refino en las columnas El tiempo computacional fue de 2 minutos aproximadamente Con las siguientes estadísticas: Nodos: 144399 Elementos: 93737
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Condiciones de Frontera Se consideran empotradas las bases de las columnas Se aplica una carga de tipo “Presión Hidrostática” simulando un contenedor lleno. Se aplica la carga del peso de la misma estructura
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Condiciones de Frontera Se considera unión sin deslizamientos entre la superficie de la esfera y las columnas
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Resultados (Static Structural) Esfuerzos en la estructura
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Resultados (Static Structural) Deformaciones en la estructura
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Resultados (Static Structural) En Ansys Workbench, se conectan los resultados obtenidos mediante análisis Estatico Estructural hacia las condiciones de frontera de el análisis Modal de estructura
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Análisis Modal Se buscaron los primeros 6 modos de vibración Se presentan las frecuencias de cada modo:
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Análisis Modal Primer modo de vibración
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Análisis Modal Segundo modo de vibración
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Análisis Modal Tercer modo de vibración
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Análisis Modal Cuarto modo de vibración
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Análisis Modal Quinto modo de vibración
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Análisis Modal Sexto modo de vibración
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Análisis Modal Dado que para realizar el análisis de vibraciones Random se necesita de los valores de las frecuencias de los modos de vibracion obtenidas anteriormente, ahora se conectan estos resultados con los datos de entrada para el análisis sísmico mediante Ansys Workbench
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Análisis de Vibraciones Externas Con el objeto de simular la acción de un sismo sobre la estructura, se recurre al método de superposición de modos de vibración, con el objetivo de usar el modulo Random Vibrations. Datos de entrada: Se considera un amortiguamiento del 7% Datos estadísticos de Aceleraciones G y frecuencias, obtenidos de articulo científico
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Resultados Deformaciones de la estructura en la dirección horizontal X (dirección de aplicación de la excitación externa)
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Resultados Esfuerzos en la superficie del contenedor
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Resultados Esfuerzos en las columnas de la estructura
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Resultados Respuesta PSD (Densidad de espectro) de la estructura ante la excitación externa
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Antonio Vargas www.grupossc.com
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