Modelización de sistemas elásticos continuos mediante el Método de Elementos Finitos

Iván Herrero-Durá, Rubén Picó, Víctor Sánchez-Morcillo, Luis M. García-Raffi

Resumen

La propagación de ondas mecánicas en sistemas unidimensionales es una parte fundamental de la física, necesaria para el aprendizaje de asignaturas como acústica y vibraciones. La vibración de ondas transversales en cuerdas es el caso más sencillo de sistema elástico. Habitualmente, este es el primer sistema elástico continuo en el cual los alumnos aplican conceptos matemáticos fundamentales como modo de vibración, ecuación de movimiento y condición de contorno. En este trabajo se propone el uso de los métodos de simulación para reforzar la comprensión de fenómenos simples en acústica y vibraciones. Lo aplicaremos a los casos de cuerda vibrante, barras y membranas de longitud finita con diferentes características físicas y condiciones de contorno.


Palabras clave

Acústica; vibración; sistema elástico continuo; método de elementos finitos; cuerda vibrante; membrana; barra

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Referencias

Giere, R. (1988). Explaining science. Chicago: University of Chicago Press. https://doi.org/10.7208/chicago/9780226292038.001.0001

Gilbert, S.W. (1991). Modelling building and a definition of science. Journal of Research in Science and Teaching, 28(1), 73-79. https://doi.org/10.1002/tea.3660280107

Tomasi, J. (1988). Models and modelling in theoretical chemistry. Journal of Molecular Structure, 179, 273-292. https://doi.org/10.1016/0166-1280(88)80128-3

Gobert, J.D. (2000). Introduction to model-based teaching and learning in science education. International Jourmnal in Science and Education, 22(9), 891-894. https://doi.org/10.1080/095006900416839

Gilbert, J.K. (2004). Models and modelling: routes to more authentic science education. International Journal of Science and Mathematics Education, 2, 115-130. https://doi.org/10.1007/s10763-004-3186-4

Kinzl M., Schwiedrzik J., Zysset P.K. and Pahr D.H. (2013). An experimentally validated nite element method for augmented vertebral bodies. Clinical Biomechanics 28, 15-22. https://doi.org/10.1016/j.clinbiomech.2012.09.008

Mohibul Kabir K.M., Matthews G.I., Sabri Y.M., Russo S.P., Ippolito S.J. and Bhargava S.K. (2016). Development and experimental verication of a nite element method for accurate analysis of a surface acoustic wave device. Smart Materials and Structures 25, 035040. https://doi.org/10.1088/0964-1726/25/3/035040

Yu C.C., Chu J.P. , Jia H., Shen Y.L.,Gao Y., Liaw P.K. and Yokohama Y. (2017). Influence of thin-lm metallic glass coating on fatigue behavior of bulk metallic glass: Experiments and nite element modelling. Materials Science & Engineering A 692, 146-155. https://doi.org/10.1016/j.msea.2017.03.071

Oladejo K.A., Abu R. and Adewale M.D. (2012). Effective Modeling and Simulation of Engineering Problems with COMSOL Multiphysics. International Journal of Science and Technology 2(10), 742-748.

Kinsler L.E., Frey A.R., Coppens A.B. and Sanders J.V. (2000). Fundamentals of Acoustics (4th ed.). United States of America: John Wiley & Sons, Inc.

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1. Modelización de los modos propios de un recinto paralelepipédico con superficies rígidas mediante el método de elementos finitos
Daniel Tarrazó-Serrano, Sergio Castiñeira-Ibáñez, Antonio Uris, Constanza Rubio Michavila
Modelling in Science Education and Learning  vol: 11  num.: 2  primera página: 29  año: 2018  
doi: 10.4995/msel.2018.10038



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