Modelado numérico de tubos fabricados con mallas de metal expandido sometidos a compresión axial

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Juan José Espejo Romero
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Modelado numérico de tubos fabricados con mallas de metal expandido sometidos a compresión axial Gabriela Martínez 1, Paulo Teixeira 1, Carlos Graciano 2 1

1 Modelado numérico de tubos fabricados con mallas de metal expandido sometidos a compresión axial Gabriela Martínez 1, Paulo Teixeira 1, Carlos Graciano 2 1 Universidad Simón Bolívar, Departamento de Mecánica, Caracas, Venezuela. 2 Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, Departamento de Ing. Civil, Colombia.

2 Aplicaciones del metal expandido APLICACIONES ACTUALES

3 PROCESO DE FABRICACIÓN

4 Metal Expandido Compresión Axial Estudio experimental de tubos fabricados con mallas de metal expandido sometidos a Compresión axial C Graciano, G Martínez, D Smith Graciano, C; Martínez, G; Smith, D. "Experimental Investigation on the Axial Collapse of Expanded Metal Tubes". Thin-Walled Structures Vol. 47(8-9), pp

Estudios experimentales 160 Orientación α=0º 120 Carga [Kgf] 80 40 MB001 MB002 MB003 MB004 MB005 0 0 50 100 150 200 250 Desplazamiento [mm] Graciano, C;

5 Estudios experimentales 160 Orientación α=0º 120 Carga [Kgf] MB001 MB002 MB003 MB004 MB Desplazamiento [mm] Graciano, C; Martínez, G; Smith, D. "Experimental Investigation on the Axial Collapse of Expanded Metal Tubes". Thin-Walled Structures Vol. 47(8-9), pp

Estudio experimental Orientación α=90º 500 400 Carga [Kgf] 300 200 100

6 Estudio experimental Orientación α=90º Carga [Kgf] MB901 MB902 MB903 MB904 MB Desplazamiento [mm]

7 Metal Expandido Compresión Axial Modelado Numérico de tubos fabricados con mallas de metal expandido sometidos a Compresión axial G Martínez, C Graciano, E Casanova, O Pelliccioni Martínez, G.; Graciano, C; Casanova, E; Pelliccioni, O. "Structural Behaviour of Expanded Metal Sheets". The Ninth International Conference on Computational Structures Technology. Atenas, Grecia. Septiembre 2008.

8 Validación del Modelo Numérico

9 Modelado numérico Graciano, C; Martínez, G; Gutiérrez A. Failure Mechanism of Expanded Metal Tubes under Axial Crushing. Thin-Walled Structures Vol. 51, pp

10 Respuesta estructural Respuesta Estructural 0 Curva Carga-Desplazamiento Martínez, G.; Graciano, C; Casanova, E; Pelliccioni, O. "Structural Behaviour of Expanded Metal Sheets". The Ninth International Conference on Computational Structures Technology. Atenas, Grecia. Septiembre d=00 mm d=60 mm d=120 mm d=180 mm

11 Respuesta estructural Respuesta Estructural 90 Curva Carga-Desplazamiento d=100 d=210 d=50 d=0 d=150 mm mm

Análisis paramétrico Respuesta Estructural 0 -Análisis paramétrico Schematic models of the geometries used in the parametric analysis for a = 0 Diameter variation depending on the number of columns

12 Análisis paramétrico Respuesta Estructural 0 -Análisis paramétrico Schematic models of the geometries used in the parametric analysis for a = 0 Diameter variation depending on the number of columns 91 mm approximate diameter 300 mm mm 8 G_0_8x3 G_0_8x4 G_0_8x5 G_0_8x6 G_0_8x7 G_0_8x8 G_0_8x10 Length variation depending on the number of rows approximate length G_0_10x3 G_0_10x4 G_0_10x5 G_0_10x6 G_0_10x7 G_0_10x8 G_0_10x10 G_0_12x3 G_0_12x4 G_0_12x5 G_0_12x6 G_0_12x7 G_0_12x8 G_0_12x10 G_0_14x3 G_0_14X4 G_0_14X5 G_0_14X6 G_0_14X7 G_0_14X8 G_0_14X mm 16 G_0_16x3 G_0_16x4 G_0_16x5 G_0_16x6 G_0_16x7 G_0_16x8 G_0_16x10 Graciano, C; Martínez, G; Texeira, P. Energy Absorption of Axially Crushed Expanded Metal Tubes. Thin-Walled Structures Vol. 71, pp

13 Respuesta Estructural 0 Curva Carga-Desplazamiento Análisis paramétrico

14 Patrón de deformación 0

15 Resultados 0

16 Análisis paramétrico Respuesta Estructural 90 -Análisis paramétrico Schematic models of the geometries used in the parametric analysis for a = 90 Diameter variation depending on the number of columns 61 mm approximate diameter 300 mm mm 4 G_90_4x4 G_90_4x6 G_90_4x8 G_90_4x10 G_90_4x12 G_90_4x14 G_90_4x16 G_90_4x20 Length variation depending on the number of rows approximate length G_90_5x4 G_90_5x6 G_90_5x8 G_90_5x10 G_90_5x12 G_90_5x14 G_90_5x16 G_90_5x20 G_90_6x4 G_90_6x6 G_90_6x8 G_90_6x10 G_90_6x12 G_90_6x14 G_90_6x16 G_90_6x20 G_90_7x4 G_90_7x6 G_90_7x8 G_90_7x10 G_90_7x12 G_90_7x14 G_90_7x16 G_90_7x mm 8 G_90_8x4 G_90_8x6 G_90_8x8 G_90_8x10 G_90_8x12 G_90_8x14 G_90_8x16 G_90_8x20 Graciano, C; Martínez, G; Texeira, P. Energy Absorption of Axially Crushed Expanded Metal Tubes. Thin-Walled Structures Vol. 71, pp

17 Respuesta Estructural 90 Curva Carga-Desplazamiento Análisis paramétrico

18 Patrón de deformación 90

19 Resultados 90

20 Uso de tubos concéntricos Tabla 3. Resultados obtenidos con el modelo numérico para tubos concéntricos [7] Modelo No. de Celdas F total (kn) F teó (kn) Ec.(1) E abs (kj) 0,31 0,59 0,83 1,03 1,32

21 Patrón de deformación _ Concéntrico 0

22 Uso de tubos concéntricos

23 Uso de tubos concéntricos

24 MODELO NUMÉRICO Condiciones de borde: Probetas Condiciones de borde: Placas Y X Y X Z Z Velocidad inicial Condiciones iniciales Velocidad inicial Y X Separación Z

25 Modos de colapso a diferentes velocidades Caso: a = 90 Velocidades entre 10 y 25 m/s Velocidades entre 35 y 50 m/s Saavedra E, Graciano C, Martínez G. Estudio numérico de estructuras fabricadas con mallas de metal expandido sometidas a carga de impacto. Presentado en CIMENICS 2012, Isla de Margarita, Venezuela.

26 RESULTADOS Algunos modos de colapso Caso 2: a = m/s m/s Formación de anillo rígido Pandeo después de formación de anillo

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