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El método de los elementos finitos, es un procedimiento basado en técnicas computacionales, que puede ser usado para analizar estructuras y diferentes sistemas continuos. Es un método numérico versátil, y que es ampliamente aplicado para resolver problemas que cubren casi todo el espectro de análisis ingenieriles. Sus aplicaciones comunes, incluyen el comportamiento de sistemas estáticos, dinámicos y térmicos. Los avances en el hardware, han facilitado y aumentado la eficiencia del software de elementos finitos, para la solución de sistemas complejos de ingeniería sobre computadores personales. Los resultados obtenidos con el análisis de elementos finitos, son raramente exactos. Sin embargo, una solución adecuada puede ser obtenida, si se usa un modelo apropiado de elementos finitos. Si el objetivo del ingeniero, es el desarrollo de código de elementos finitos, entonces una profunda comprensión de la teoría de elementos finitos es esencial. Si el objetivo, es el uso del código de elementos finitos, entonces para el análisis es necesario tener: 1. Básica comprensión de los conceptos fundamentales del método de los elementos finitos 2. Práctica-incluyendo el conocimiento de las capacidades y limitaciones-en el programa computacional que va a ser usado El documento presenta algunos conceptos básicos de la teoría de elementos finitos. Esta discusión ayuda a entender cómo funciona el código de los elementos finitos y como se debe ser usado. Se trataran conceptos, referentes a la aplicación del método en sólidos mecánicos.
Muchos problemas de importancia práctica que frecuentemente aparecen en ingeniería, resultan de una complejidad matemática tal que, aunque la deducción de las ecuaciones diferenciales que gobiernan tales problemas no resulta muy difícil, su solución por métodos exactos de análisis, aun después de introducir algunas hipótesis simplificadoras, no se logra si no para ciertos problemas de geometría, condiciones de contorno y/o sistemas de carga muy particulares. Por esto, aunque este tipo de solución es la que más información proporciona sobre el comportamiento de las variables involucradas en un problema dado, se debe recurrir a los métodos numéricos, los cuales permiten elaborar análisis y diseños con un alto grado de sofisticación y precisión. Los métodos de los elementos finitos, de diferencias finitas, de volumen de control (bien sea basado en diferencias finitas o elementos finitos) y de contorno, son apenas algunos, entre una gran gama de métodos numéricos que se han venido desarrollando y usando exitosamente, en la solución de muchos problemas en distintas áreas de la ciencia. Aun cuando todos estos métodos constituyen una muy poderosa herramienta matemática, no dejan de ser métodos aproximados, debiéndose tener por lo tanto un especial cuidado en su utilización, ya que la calidad de las soluciones que se obtengan depende de varios factores, entre los cuales se pueden destacar la distribución de la discretización espacial de la región en estudio, el tipo de discretización en el tiempo en los problemas no permanentes, la aplicación apropiada de las condiciones de contorno, la correcta inclusión en el modelo de las propiedades físicas de los materiales que intervienen en el problema, etc. El correcto posicionamiento de estos aspectos requiere del sentido común y alguna experiencia del analista, independientemente del método seleccionado. La disponibilidad, en la actualidad, de numerosos programas computacionales basados en las diferentes técnicas numéricas mencionadas, dan al ingeniero la oportunidad de obtener información muy detallada sobre el comportamiento de las variables involucradas en un determinado problema. Sin embargo, la existencia de esta posibilidad, aumenta en vez de reducir, la necesidad de un juicio firme de ingeniería sobre el uso de un programa dado. La información de salida de un computador, aun con las ayudas gráficas que existen en el presente, nunca podrá sustituir el entendimiento y el sentido común del analista. Visto globalmente, la solución numérica de un problema dado se puede esquematizar tal como se muestra en la Fig.1.1. El sistema real del problema a resolver, se transforma en un modelo matemático, mediante la inclusión de los principios físicos y de conservación que rigen el mismo, la ciencia de los materiales, hipótesis consideradas, etc., asociados al problema a resolver. Una vez logrado el modelo matemático y antes de obtener la solución aproximada deseada, dicho modelo debe ser verificado, cotejando su respuesta en situaciones más restringidas, de las cuales se puede conocer la solución exacta, bien sea mediante métodos exactos de solución, o vía métodos experimentales. Sólo después de esta etapa de prueba, el modelo matemático propuesto podrá ser discretizado, a través de alguna técnica numérica, para finalmente obtener la solución aproximada deseada, mediante la solución numérica del modelo ya discreto. Entre las técnicas numéricas ya mencionadas, una de las que más se ha destacado desde hace aproximadamente cuarenta años, tanto por su capacidad para modelar dominios irregulares, condiciones de contorno, no-linealidades (geométricas y/o mecánicas), y/o sistemas de cargas complejos (características éstas que aparecen en la gran mayoría de los problemas de interés
Resumen In this document there will be presented the proyect. A nálisis por elementos finitos de cargas en un fémur con osteoporosis, en contraste con uno sano"which focus was in the foundings of a safety factor for a fall in place of an ostheoporotic pacient in regards of the methods used in the FEM analysis and finally some conclusions about it. 1. Introducción La osteoporosis es una enfermedad sistémica esquelética que produce una disminución de la masaósea y un deterioro considerable en la micro arquitectura de los huesos lo que representa una fragilidad y un aumento en la probabilidad de sufrir fracturas. Es por esto que es de interés para la salud de las personas determinar la diferencia en cargas generadoras de fractura. 2. Revisión Bibliográfica De la misma manera la biomecánica del problema en el fémur se puede esperar que sea primordial para el análisis, es en este que [2] [6] y [7] nos dan una idea de como se tienen que realizar las cargas en el sistema, pues al aplicar las leyes de la física en los problemas médicos se pueden estimar mucho mejor para el modela-do biomecánico por medio de los elementos finitos, suposiciones como que se puede tratar al hueso como un material rígido y que puede similar a un problema de viga son válidas con su respectiva extrapolación a la geometría del hueso como en la Fig. 1. Es por esto que también es primordial entender los principios médicos alrededor del problema del, los tipos de fractura [9] la osteoporosis [8] pues con esto se pueden entender mejor los principios físicos detrás de el análisis,como se muestra en Fig. 2 se pueden observar los diferentes tipos de fracturas en la cabeza de fémur que es donde se centrará el análisis de carga, esto si olvidar la geometría general del hueso pues esta es la que nos va a definir concentradores y lugares donde hay compresión y tensión. Poder predecir la osteoporosis ya sea por elementos finitos [4] o por resultado de la calificación T (T-score) [5] , permite que los resultados a generar sean más reales y puedan ser significativos para la situación deseada. Así es pues que se puede generar un modelo de elementos finitos pues se pretende en ambos casos predecir la presencia y los efectos de la osteoporosis.
RESUMEN FINAL APRENDIZAJE 2017 UNIDAD I ¿Qué es el aprendizaje? La relación entre conocimiento, psicología, aprendizaje y educación.
Resumen-Este documento presenta información sobre los elementos finales que son utilizados en los robots para su aplicación industrial, resalta su sus diferentes tipos de elementos y su funcionamiento haciendo que el robot cumpla con una tarea específica, pero también se da la opción de poder variar estos elementos para que su trabajo final sea variaciones según a su uso I. INTRODUCCIÓN Para aplicación industrial, la capacidad del robot básico debe aumentarse por medio de dispositivos adicionales, podríamos denominar a estos dispositivos como periféricos del robot. En Robótica el termino de actuador final se utiliza para describir la mano o herramienta que está unida a la muñeca. El actuador final representa la herramienta especial que permite al robot de uso general realizar actividades específicas mediante los diversos elementos finales. Los elementos terminales son los encargados de interaccionar directamente con el entorno del robot y se puede clasificar mediante su uso por ejemplo sujeción, operación, manipulación, montaje, donde su principal característica es proporcionar al robot mayor versatilidad. II. ELEMENTO DE SALIDA PINZAS (GRIPPER) Y HERREMIENTAS PINZAS.-Se utilizan para tomar objetos, normalmente la pieza de trabajo y sujetarlo durante el ciclo de trabajo del robot, hay una variedad de métodos de sujeción que pueden utilizarse HERRAMIENTA.-Utiliza como actuador final en aplicaciones en donde se exija al robot realizar alguna operación sobre la pieza de trabajo, estas aplicaciones incluyen la soldadura por puntos, la soldadura por arco, la pintura por pulverización y las operaciones de taladro. Fig1. Elementos de salida de un robot ACTUADORES.-Los elementos actuadores son los dispositivos que ejercen fuerzas y momentos sobre las partes de un robot haciendo que éstas se muevan. Transforman en energía mecánica Tabla 2. Herramientas Terminales algún otro tipo de energía y, para que sean útiles en Robótica, deben poder ser controlados con rapidez y precisión. Los actuadores que se utilizan actualmente son de tres tipos: Hidráulico, Son los que aprovechan la circulación de fluidos, normalmente aceite especial, son controlados mediante servo válvulas que regulan el flujo de fluido, el cual provoca un desplazamiento lineal de un cilindro o pistón.
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