Análisis de la inestabilidad de estructuras por el método de desplazamiento crítico

Abstract

Se presenta una nueva técnica de predicción de puntos críticos en el análisis de inestabilidad estructural por el MEF. El procedimiento se basa en la determinación de un camioo de desplazamiento critico aproximado. Se calculan estos desplazamientos críticos imponiendo la condición de singularidad en una expresión aproximada de la matriz de rigidez tangen.te en el punto crítico. Este procedimiento implica un problema no lineal de autovalores. La carga crítica se obtiene a posteriori, de modo directo, utilizando la relación secante entre carga y desplazamiento. Se detalla este procedimiento y la forma explícita de la matriz secante Para elementos de sólido en dos y tres dimensiones. Los resultados obtenidos constatan la efectkidad del método propuesto para análisis de distintas tipologías estructurales con elementos finitos de barra articulada 3D y de sólidos 2D y 3D.

A new technique for predicting structural instability points using the finite element method is presented. The approach is based on the estimation of the critical displacement pattern by writing an aproximation of the tangent stiffness singularity condition at the instability point. The critical load is subsequently computed by using a secant load-displacement relationship. Details of this procedure are given together with explicit forms of the secant stiffness matrix for finite element analysis of solids. The accuracy and effectiveness of the method are shown in the non linear analysis of severa1 two and three dimensional structures.