Validación de tensión interior

Elige la tensión correcta, evita singularidades y extrae fibras superior e inferior.

Error de desplazamiento

inertia=beam_b*beam_h**3/12
uy_ref=tip_force*beam_l**3/(3*young*inertia)
uy_error=ABS(uy_tip_avg-uy_ref)/ABS(uy_ref)

La comparación conserva el signo en los valores originales y utiliza magnitudes únicamente en el denominador del error. La aceptación requiere uy_error<0.05.

Qué tensión debemos comparar

La teoría de flexión predice tensión normal longitudinal. Por tanto, la comparación correcta es con S,X, no con von Mises:

sigma_x = M(x)·y/I

S,EQV combina componentes mediante un criterio energético y es útil para otras decisiones, pero no representa la misma magnitud que la ecuación anterior.

No preguntar al empotramiento lo que ocurre en la viga

Sección interior de tensión separada de la singularidad del empotramiento — Figura 2. La sección de validación se sitúa en `x=0.2·L`.

En el empotramiento imponemos desplazamiento cero a toda una cara. La transición entre esa idealización y el campo deformable genera concentraciones sensibles a la malla. Utilizar su máximo como única validación mezcla comportamiento nominal y perturbación local.

Referencia de tensión en la sección interior

x_section=0.2*beam_l
moment_section=ABS(tip_force)*(beam_l-x_section)
sigma_ref=moment_section*(beam_h/2)/inertia

Para el caso base:

M(0.2L) = 1000·(1−0.2) = 800 N·m
sigma_ref = 9.6 MPa

La sección está a dos cantos del empotramiento y también suficientemente alejada de la aplicación de carga.

Extraer las fibras superior e inferior

NSEL,S,LOC,X,x_section
NSEL,R,LOC,Y,beam_h
CM,stress_top_nodes,NODE

*GET,sx_node,NODE,node_id,S,X

La malla base contiene dos nodos a través del ancho en la fibra superior y dos en la inferior. Promediamos cada pareja por separado. Para una fuerza hacia −Y esperamos:

sx_top_avg > 0     ! tracción
sx_bottom_avg < 0  ! compresión

Magnitud y antisimetría

sigma_fea=(ABS(sx_top_avg)+ABS(sx_bottom_avg))/2
stress_error=ABS(sigma_fea-sigma_ref)/sigma_ref
stress_symmetry=ABS(ABS(sx_top_avg)-ABS(sx_bottom_avg))/sigma_ref

La primera métrica comprueba la magnitud nominal. La segunda comprueba que las fibras extremas desarrollan valores opuestos de magnitud similar, como predice la flexión pura. Los límites serán respectivamente 10 % y 5 %.

PLNSOL frente a PLESOL

PLNSOL,S,X
PLESOL,S,X

PLNSOL representa valores nodales promediados entre elementos compatibles.
PLESOL conserva los valores de cada elemento y deja visibles los saltos.

Un contorno más suave no es automáticamente más preciso. Comparar ambas vistas ayuda a detectar cuánto está ocultando el promediado.

Contorno nodal PLNSOL de tension S X suavizado — Figura 4. Tensión `S,X` nodal suavizada (`PLNSOL,S,X`) en sección interior.

Contorno elemental PLESOL de tension S X con saltos en interfaces — Figura 5. Tensión `S,X` elemental (`PLESOL,S,X`). Contraste pedagógico central con PLNSOL; saltos en interfaces.