Elemento Finito Hexaédrico Trilineal con Cura del Bloqueo por Corte

Abstract

El objetivo de este trabajo es desarrollar elementos finitos sólidos tridimensionales sencillos que permitan modelar cáscaras delgadas sometidas a flexión con precisión satisfactoria, disponiendo unos pocos elementos (e incluso uno solo) a través del espesor de la cáscara.
Por su simplicidad, el elemento elegido para tal fin es el hexaedro trilineal clásico, con ocho nodos ubicados en los vértices y desplazamientos como únicos grados de libertad nodales. Los elementos finitos de bajo orden como este sufren del bloqueo por corte en problemas de flexión de cáscaras delgadas.
Alentados una vez más por su simplicidad, dicho defecto se remedia recurriendo a la técnica de interpolación mixta de las componentes tensoriales de la deformación, conocida como MITC, desarrollada originalmente para elementos finitos de cáscara.
Los elementos finitos así desarrollados son las variantes tridimensionales del elemento finito cuadrangular para cáscaras llamado MICT4. Se proponen dos alternativas: en la primera, sólo reciben interpolación mixta las componentes cortantes en el plano de la cáscara, mientras que en la segunda se extiende
la interpolación mixta a todas las componentes cortantes en la base covariante.
Finalmente, se evalua el rendimiento de los elementos propuestos aplicados a un problema de flexión
de una cáscara delgada.