Estudio comparativo de los métodos de elementos finitos y fotoelástico en la determinación de esfuerzos para mejorar el diseño mecánico de piezas

Abstract

En este trabajo de tesis se emplean el método de elementos finitos y la técnica de la fotoelasticidad para el análisis de esfuerzos que se producen sobre ciertos modelos a los cuales se les aplican diferentes tipos de carga, como por ejemplo tensión, compresión y flexión. Para poder realizar los ensayos de estas probetas primero se diseñó y construyó un polariscopio de transmisión, con el cual se obtuvieron los resultados del análisis fotoelástico. Debido a que la confiabilidad de la técnica de la fotoelasticidad depende de la calibración del material que se esté usando, es decir de la constante fotoelástica, el análisis estadístico se enfocó a esta variable. Luego en base a la constante fotoelástica se determinaron los esfuerzos en un modelo, los cuales fueron comparados con los resultados del análisis por elementos finitos, determinándose el error entre los dos valores y demostrándose de esta manera la hipótesis. Finalmente se analizó un caso práctico utilizando los dos métodos.