Este documento presenta un análisis por elementos finitos de un recipiente cilíndrico a presión. Explica la convención de nombres para los esfuerzos en ANSYS y presenta la teoría de recipientes de pared gruesa para calcular los esfuerzos radial, axial y circunferencial. Luego muestra los resultados del análisis en ANSYS y los compara con los valores teóricos, encontrando un error menor al 5%. Finalmente indica que contiene ejercicios adicionales de análisis axisimétrico.

1. Diseño por elementos finitos
Diego Núñez
PRÁCTICA - PROBLEMAS AXISIMÉTRICOS
En ANSYS el eje Y es el eje axial y X es el eje radial.
Los esfuerzos radiales son denominados como SX.
Los esfuerzos axiales o longitudinales son denominados como SY.
Los esfuerzos circunferenciales son denominados como SZ.

2. Diseño por elementos finitos
Diego Núñez
1.- RECIPIENTE A PRESIÓN
Recipiente de pared gruesa con una presión interna de 35MPa. Diámetro
externo de 200mm y longitud de 400mm, el espesor de pared es de 25mm.
Tomar en cuenta la simetría del cilindro para realizar el análisis. E = 200GPa;
ν = 0.3; Limite de fluencia =330MPa
TEORÍA DE RECIPIENTES DE PARED GRUESA:

3. Diseño por elementos finitos
Diego Núñez
Esfuerzo radial (SX):
𝝈 𝒓 =
𝑝𝑖 𝑟𝑖
2
𝑟𝑜
2
− 𝑟𝑖
2 (1 −
𝑟𝑜
2
𝑟𝑖
2) =
35 ∗ 752
1002 − 752
(1 −
1002
752
) = −𝟑𝟓𝑴𝑷𝒂
Resultado ANSYS: -34.885MPa 34.992
%error = 0.3% - malla refinada nivel 3 error = 0.02%
Esfuerzo axial o longitudinal (SY):
𝝈 𝒂 =
𝑝𝑖 𝑟𝑖
2
𝑟𝑜
2
− 𝑟𝑖
2 =
35 ∗ 75^2
1002 − 75^2
= 𝟒𝟓𝑴𝑷𝒂
Resultado ANSYS: 46.442MPa
%error = 3.1%
Esfuerzo tangencial o circunferencial (SZ):
𝝈𝒕 =
𝑝𝑖 𝑟𝑖
2
𝑟𝑜
2
− 𝑟𝑖
2 (1 +
𝑟𝑜
2
𝑟𝑖
2) =
35 ∗ 752
1002 − 752
(1 +
1002
752
) = 𝟏𝟐𝟓𝑴𝑷𝒂
Resultado ANSYS: 127.40MPa
%error = 1.88%

4. Diseño por elementos finitos
Diego Núñez
EJERCICIOS – ANALISIS AXISIMÉTRICO