tutorial.pdf

Universidad Tecnica Federico Santa Marıa

Departamento de Obras Civiles

Tutorial Robot Structural Analysis

En este tutorial se explicaran los pasos basicos para crear y analizar una estructura en el programa Autodesk RobotStructural Analysis.

Para efectos de presentar resultados concretos, se trabajara con la estructura de la figura a continuacion, suponiendoque todas sus propiedades y cargas (P, L, E, I, A) son unitarias .

Indice

1. Preliminares 21.1. Idioma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.2. Formatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.3. Materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.4. Secciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.5. Grilla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2. Estructura 62.1. Nodos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.2. Barras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.3. Apoyos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.4. Cargas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

3. Resultados 11

EM/ih/am/jn Analisis Estructural / Primer Semestre 2015 1/13



1. Preliminares

La pantalla de inicio del programa se muestra en la Figura 1.

Figura 1

Haciendo click en Frame 2D Design se accede a la interfaz grafica del programa.

Figura 2

1.1. Idioma

Es posible cambiar el idioma del programa en Tools -> Preferences, en la barra de herramientas que se encuentra enla parte superior.




Figura 3

1.2. Formatos

En el menu Tools, encontramos la opcion Job Preferences. En dicha ventana se puede cambiar el formato de unidadesy fuerzas, en terminos de dıgitos decimales y formato de numeros.

Figura 4

1.3. Materiales

Ademas, en la pestana Materials, dentro de la ventana de Job Preferences, se pueden agregar o modificar materiales,como se muestra en la Figura 5 a continuacion.

Figura 5

Para la estructura en estudio se crea un material cuyo modulo de elasticidad sea de 1 [Pa]. Las demas propiedades noforman parte del problema, por lo que se pueden dejar inalterados.

Ya creado el material se hace click en Add y Ok.




1.4. Secciones

En el menu Geometry -> Properties -> Sections, accedemos a la lista de secciones transversales. Haciendo click en lahoja en blanco de la ventana se pueden crear secciones nuevas.

Figura 6

Para el caso de estudio se crea una seccion con area A=1 [m2] y segundo momento de area Iy=1 [m4]. Se le adjudicaun nombre y se hace click en Add.

Por ultimo, Materials, en el menu Geometry, podemos adjudicar un material a una seccion. Para dicho objetivo seselecciona la seccion deseada y en el menu desplegable se selecciona el material, y finalmente se hace click en el botonApply.

Esto es util cuando existen muchos elementos que comparten las mismas propiedades.

Figura 7

1.5. Grilla

El ultimo paso para comenzar a trabajar sobre la estructura misma es crear una grilla, que permite trabajar con mayorcomodidad.

Para esto, en el menu Geometry existe la opcion Axis Definition. Dentro de la ventana, en la pestana X agregamos lasposiciones 0, 3, 6 y 9 [m], mientras que en la pestana Z agregamos 0 y 4 [m].

En la Figura 8 se muestra la grilla obtenida.




Figura 8

En los botones amarillos en la parte de abajo de la interfaz se pueden activar/desactivar la visualizacion de numerosde elementos, numeros de nodos, apoyos y las cargas y sus valores, entre otros.




2. Estructura

2.1. Nodos

Haciendo click en el menu superior derecho (donde dice Start), accedemos a Nodes.

Figura 9

En este ambiente podemos agregar los nodos de tres maneras:

1. Graficamente: se agregan los nodos directamente haciendo click en el area de trabajo.

2. Mediante la ventana Nodes: se indica el numero de nodo y las coordenadas.

3. Mediante la tabla Nodes: se agregan los nodos directamente en la tabla, indicando sus coordenadas X y Z.

En la Figura 10 se muestran los nodos necesarios para la estructura en estudio.

Figura 10

2.2. Barras

En el ambiente Bars, podemos agregar los elementos de la estructura.




Figura 11

Existen tres maneras de agregar los elementos de la estructura, al igual que en el caso de los nodos.En la Figura 12 se muestran los elementos que componen la estructura en estudio, cada uno con la seccion y material

unitarios definidos anteriormente.

Figura 12

Dentro del ambiente Bars se pueden definir condiciones especiales como rotulas o elementos rigidos, que no son nece-sarios para el ejemplo.

2.3. Apoyos

El penultimo paso es agregar los apoyos de la estructura. Para esto, accedemos al ambiente Supports.

Figura 13

En este ambiente podemos ver los tipos de apoyo existentes. Tambien es posible crear apoyos con las restriccionesnecesarias, como movimientos en distintos ejes y resortes.

En la Figura 14 se muestran los apoyos en los nodos utilizados en el ejemplo.




Figura 14

2.4. Cargas

Finalmente, se agregan las cargas. Para esto se accede al ambiente Loads.

Figura 15

Lo primero es crear un caso de cargas, y luego agregar las cargas actuantes. Para esta estructura definimos el caso decarga viva LL1, que no considera el peso propio de los elementos.




Figura 16

Luego, en el boton Load Definition que se encuentra en la orilla derecha de la pantalla accedemos a la ventana LoadDefninition, que permite agregar distintos tipos de carga.

Para agregar las cargas de la estructura se hace click en Nodal Force (el boton de la izquierda) y se define el vector decargas. Posteriormente se agrega y aplica la carga en el nodo correspondiente. En el ejemplo, se agrega la carga de 1 [N]en direccion X.




Figura 17

Cuando se ha agregado el momento de 1 [N-m] la estructura queda completamente definida.

Figura 18




3. Resultados

Con la estructura ya finalizada, se procede a realizar el calculo estructural. Para esto se debe hacer click en el botonCalculations en la barra de herramientas.

Figura 19

Es posible que aparezcan advertencias, por fallas en la definicion de algunas propiedades, pero no afectan el calculo dela estructura (no ası los errores).

Figura 20

En el ambiente Results podemos ver todos los resultados de interes, tal como diagramas de esfuerzos, reacciones ydeformaciones. Para una mejor visualizacion de resultados, en la pestana Parameters de la ventana Diagrams se seleccionalabels.

Figura 21

Luego, en la ventana Diagrams se pueden seleccionar los resultados que se desean visualizar. Ademas, en la orilladerecha se pueden seleccionar las tablas con los resultados de los nodos.




Figura 22: Diagramas de momento

Figura 23: Deformaciones




Figura 24: Reacciones


tutorial.pdf

Documents

figura a continuacion

menu geometry

menu tools

menu desplegable

ventana de job preferences

estructura misma

dicha ventana

pestana materials