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Elementos finitos · Avanzado

Análisis No Lineal por Elementos Finitos

Prepara modelos no lineales y diagnostica su convergencia a partir del registro del solver.

Ya sabes construir un modelo lineal. Ahora la respuesta depende de cómo aplicas la carga y de qué cambia durante el cálculo. Te enseñaré a seguir esa respuesta y a revisar qué sostiene el resultado.

Requiere base de FEAConceptos agnósticos de software
Cuando deja de valer la superposición

Duplicar la carga puede cambiar el mecanismo de respuesta

Al plastificar una zona, la rigidez cambia durante el cálculo. Si además una superficie se separa, cambia el apoyo. Escalar el resultado lineal ya no responde a la pregunta del proyecto.

Empezaremos por la curva carga-desplazamiento y la historia de carga. Después veremos cómo introducir cada no linealidad por separado. Si el cálculo se detiene, leerás el registro del solver para distinguir un problema del modelo de un punto límite físico.

Que el solver termine exige más comprobaciones: reacciones por incremento, sensibilidad a la malla y comparación con una referencia. El resultado que interesa puede ser una deformación residual o una holgura, en lugar del máximo de esfuerzo.

Programa

Del modelo lineal a la evaluación de capacidad: 13 módulos

El programa comprende 13 módulos y 79 lecciones de concepto. Las demos con el modelo abierto se intercalarán después del concepto que ilustran y se cuentan aparte. M12 recorre un análisis completo, desde la pregunta hasta la recomendación.

  • Por qué un curso de análisis no lineal · muestra
  • Lo que se trae del curso previo
  • Cómo vamos a trabajar
  • Los mitos del análisis no lineal
  • Lo que deja de valer del análisis lineal
  • Las fuentes de no linealidad en el modelo
  • La curva de respuesta
  • La historia de carga
  • Cuándo activar el no lineal
  • La pregunta de un análisis no lineal
  • Incremento e iteración
  • Newton-Raphson
  • Variantes de Newton-Raphson y búsqueda lineal
  • Criterios de convergencia
  • Control por carga, por desplazamiento y por longitud de arco
  • Pasos, incrementos y control automático
  • Implícito y explícito
  • El registro del solver
  • De la curva de ensayo a la entrada del programa
  • Fluencia y flujo plástico en el punto de integración
  • Endurecimiento isotrópico, cinemático y combinado
  • Elastoplástico perfecto y con endurecimiento
  • Leer un resultado plástico
  • Descarga y esfuerzos residuales
  • Cargas cíclicas: acomodación y deformación progresiva
  • Temperatura y velocidad de deformación
  • Hiperelasticidad
  • Calibrar un modelo hiperelástico
  • Incompresibilidad en el elemento
  • Viscoelasticidad, relajación y efecto Mullins
  • Polímeros, espumas y materiales frágiles
  • Grandes desplazamientos, rotaciones y deformaciones
  • Medidas de esfuerzo y de deformación
  • Rigidización por tracción y ablandamiento por compresión
  • Cargas que siguen a la deformación
  • Trayectorias de equilibrio
  • Bifurcación y el paso al pandeo
  • Buenas prácticas en grandes desplazamientos
  • El contacto como restricción que cambia
  • Formulaciones y convergencia
  • Discretización del contacto
  • Fricción
  • Arrancar un modelo con contacto
  • Interferencias y ajustes forzados
  • Grandes deslizamientos y autocontacto
  • Leer resultados de contacto
  • La malla cuando el problema es no lineal
  • Bloqueo y hourglass en régimen plástico
  • Shells y vigas en régimen plástico
  • Distorsión de elementos en grandes deformaciones
  • Convergencia de malla en no lineal
  • Submodelado en no lineal
  • Cuándo el explícito es la herramienta
  • Paso de tiempo y masa
  • Cuasi-estático con explícito
  • Energías en explícito
  • Materiales y fallo en explícito
  • La escalera del lineal al no lineal
  • Modelos de prueba
  • Planificar los pasos de carga
  • Protocolo cuando no converge
  • Inestabilidad física o numérica
  • Atajos peligrosos
  • Coste computacional
  • Registrar las decisiones
  • El balance de energía como auditoría
  • Verificación interna en no lineal
  • Validar contra una referencia
  • Sensibilidad e incertidumbre
  • Errores típicos del análisis no lineal
  • El informe de un análisis no lineal
  • Carga límite y colapso plástico
  • Cargas mayoradas en no lineal
  • Deformación local y falla dúctil
  • Del resultado a la decisión
  • La pregunta y el plan de análisis
  • Del modelo lineal al no lineal
  • Resolver, diagnosticar y auditar
  • Acotar, informar y decidir
Recibir el aviso de apertura
Decisiones que trabajarás en el modelo

Qué cambia en el modelo no lineal y qué revisar después

Cada lección parte de una creencia del oficio y termina en una decisión de modelado. Por ejemplo, aumentar la rigidez normal de contacto reduce la penetración, pero puede dificultar la convergencia.

M3-M4

Preparar la ley de material

Convertir la curva de ensayo en esfuerzo real y deformación plástica, con el límite de la estricción. Elegir el endurecimiento según la historia de carga. En elastómeros, revisar los ensayos necesarios para calibrar el modelo hiperelástico.

M2 · M5

Seguir la trayectoria de equilibrio

Distinguir grandes desplazamientos de grandes deformaciones. Elegir control por carga, desplazamiento o longitud de arco según la curva que necesitas seguir, y revisar las cargas que acompañan a la deformación.

M6-M7

Revisar el contacto y su malla

Relacionar la formulación con la penetración y las iteraciones. Resolver el estado de montaje antes de la carga de operación y comprobar la presión y la fuerza total de contacto. Refinar donde se desplaza la zona de contacto o la zona plástica.

M8-M10

Comprobar qué añade el explícito

Elegir cuándo usar integración explícita. En un cálculo cuasi-estático, revisar la velocidad de carga y la energía cinética frente a la interna. Evaluar el efecto del escalado de masa y de las energías artificiales sobre la respuesta.

Alcance técnico

Calcular capacidad no establece el criterio de aceptación

M11 enseña a leer la carga límite y el colapso plástico, incluida la influencia del endurecimiento y de los grandes desplazamientos. Trabaja la deformación local y la falla dúctil. Los criterios de aceptación de código quedan fuera: obtener una curva no demuestra por sí mismo el cumplimiento normativo.

El programa introduce la bifurcación y el seguimiento de trayectorias, sin desarrollar el diseño frente a pandeo con imperfecciones. Las cargas cíclicas se estudian para leer la acomodación y la deformación progresiva; el cálculo de vida a fatiga queda fuera. La fluencia lenta se trata como límite de alcance, y la eliminación de elementos en explícito no equivale a desarrollar la mecánica de fractura.

AA Asdrúbal Ayestarán
Quién prepara el curso

Revisar cada incremento con Asdrúbal Ayestarán

Leemos el residuo y el estado del contacto antes de cambiar parámetros.

Llevo 20 años en consultoría de simulación. Cuando un modelo se detiene, la primera pregunta es qué estaba cambiando en ese incremento. Esa es la forma de trabajar que quiero enseñar a nuestros alumnos: leer el residuo y el estado del contacto antes de cambiar parámetros.

El programa termina con el informe: la historia de carga, la evidencia de convergencia y las limitaciones que necesita conocer quien ejecuta los proyectos.

Antes del aviso de apertura

Requisitos para abordar el cálculo no lineal

Deja tu correo en «Avísame del lanzamiento» para recibir el aviso de apertura e inscribirte. El programa reúne 13 módulos y 79 lecciones de concepto, con demostraciones intercaladas aparte. Estudiarás la historia de carga, los materiales no lineales y el contacto, hasta la revisión de la respuesta y el informe.

Necesitas la base de Análisis por Elementos Finitos para Ingenieros Mecánicos o una formación equivalente. Debes poder construir un modelo lineal, elegir condiciones de borde y revisar sus resultados. Este curso es de nivel avanzado. M0 incluye una lección para revisar lo que traes del curso previo antes de abordar el cálculo no lineal.

Los conceptos son agnósticos de software: estudiarás qué hace el cálculo y cómo leer su respuesta. Las demostraciones muestran el modelo abierto y se intercalan después del concepto correspondiente. Dentro del curso se identifica la herramienta usada en cada demostración; para reproducirla debes comprobar que tu solver dispone de las funciones necesarias.

El programa incluye un módulo de dinámica explícita y análisis cuasi-estático. Trabaja el paso de tiempo crítico y el escalado de masa, además de la velocidad de carga y el balance de energías. Aprenderás a revisar si la inercia está alterando una respuesta que pretendías tratar como estática, aunque el cálculo haya llegado al final.

Aprenderás a seguir trayectorias de equilibrio, usar longitud de arco y reconocer una bifurcación. El diseño frente a pandeo con imperfecciones queda fuera del alcance. En capacidad, estudiarás la técnica para obtener e interpretar la carga límite y el colapso plástico. El programa no desarrolla los criterios de aceptación de una norma de diseño.

El programa alterna lecciones de concepto con demos abiertas. El último módulo recorre el plan de análisis, la resolución y la entrega del informe. El acceso al curso no caduca. Completa el curso y te enviamos tu certificado de culminación, con verificación pública en caeacademia.com.

Análisis no lineal

Aprende a leer la respuesta más allá del último incremento

El programa aborda desde la curva de material hasta la evaluación de capacidad. Deja tu correo y te avisaré cuando abra la inscripción.

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Análisis No Lineal por Elementos Finitos

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