[Comparative analysis of toroidal pressure vessels of composite by finite elements]
Autores:
D. Patiño
Estudiante de Doctorado, Departamento de Ingeniería Mecánica Computacional, Escuela Politécnica Superior de Algeciras, Universidad de Cadiz.
A. Corz
Grupo de investigación TEP-157 “Materiales Compuestos” Universidad de Cádiz.
Palabras clave: Ingeniería computacional, Diseño mecánico, Toroidal, Optimización, Elementos finitos, Laminados, Fibra de carbono
En el presente estudio, y empleando el método de elementos finitos (MEF), se construye una serie de recipientes a presión toroidales y se les realiza un análisis comparativo para determinar el tipo de material compuesto que ofrece la mejor resistencia que soporte el estrés y las deformaciones por estrés que puede sufrir un recipiente bajo diferentes niveles de presión.
Empleando ANSYS y con el respectivo código APDL, se construyeron los modelos a comparar; las pruebas se realizaron de forma virtual en un entorno simulado, que permite un acercamiento al entorno real, aplicando criterios de ingeniería computacional para lograr una mayor precisión en las mediciones realizadas en la geometría combinada con el tipo de material, la presión y la orientación angular de las láminas dentro del laminado.
En este estudio, se muestra el código requerido para crear la geometría del recipiente, así como la forma de introducir los datos del material y el correspondiente modelo del elemento a emplear, y también la forma en el que se aplica la aplicación, el modelo de elementos finitos y la malla a emplear. El objetivo final es determinar la orientación angular con un determinado número de láminas de fibra de carbono de tal forma que el toroide alcance una resistencia aceptable mediante un criterio de fallo, que permite minimizar el desperdicio de material y el exceso de peso a un coste contenido.
