Simetría axial
Este modelo de cálculo se adapta al análisis de revolución de estructuras. Este supuesto debe satisfacer tanto la construcción y el punto de carga de vista. Un ejemplo típico es la solución de pilotes isolados cargados verticalmente, excavaciones de zanjas circulares, bombeo de agua de una agujero circular.
Análisis axisimétrico
De forma similar al análisis del plano de tensión los problemas de cálculos tridimensionales, pueden, sin embargo, ser transformados en problemas de dos dimensiones, ver Figura. El análisis luego se lleva a cabo con respecto a 1m de longitud del arco teniendo un diámetro igual a x(r). El eje de simetría siempre se corresponde con el del origen de coordenadas x(r). Los componentes de la fuerza de corte en dirección a la rotación pueden ser descartados. Nos encontramos entonces a la izquierda de los componentes de la tensión y de la fuerza actuando en el plano de corte de simetría y en dirección a la fuerza normal y al componente de tensión en el agujero (dirección circunferencial). Los componentes no nulos de la tención y del vector de la fuerza son:
Está en claro que el aro de tensión, y por lo tanto la tensión normal afectada, alcanzan un valor infinito en el eje de simetría. Así, con respecto a la aproximación de elementos finitos, al realizar las estimaciones suficientemente fiables y precisas de estos valores se requiere una malla relativamente fina a lo largo del eje de simetría.
Vale la pena mencionar la aplicación de la línea y la carga de superficie. Diferentes ejemplos de aplicación de la carga en la superficie de terreno se muestran en la siguiente figura. Claramente, el efecto aumenta con la distancia desde el eje de simetría. Ingresando este tipo de cargas directamente en el eje de simetría no tiene efecto alguno. En este caso es necesario elegir un tipo de carga para el eje de simetría. El programa permite para la aplicación solo fuerzas concentradas.
Ejemplos de cargas aplicadas en superficies terrestres
Considerando elementos vigas en análisis corresponde a la solución de una membrana plana de revolución incluyendo efectos de flexión. Los grados de libertad no nulos son adoptados de forma idéntica por los elementos viga en el análisis de plano de tensión. Aparte a los efectos axiales (meridianos) es necesario considerar también membrana y efectos de flexión en dirección al agujero, ver figura.
Elementos viga en simetría axial
Los componentes correspondientes a las fuerzas internas, ver figura, son asumidos con respecto a 1m del ancho de la sección transversal están dados por:
En un caso especial de plano circular (ángulo α = 0) nos referimos a las componentes radiales y del aro de las fuerzas internas, ver figura:
Fuerzas internas actuando en un plano circular
Las fuerzas internas están relacionadas a la correspondiente tensión y curvaturas como se muestra a continuación:
Luego de configurar r igual a infinito, nos acercamos a las condiciones del plano de tensión. Vale la pena señalar que en el caso de fuerzas de corte las magnitudes son, a diferencia del análisis de plano de tensión, significativamente dependientes del refinamiento de la malla de elementos finitos. Esto es válido también para las reacciones verticales.
Nota para el flujo de agua
Recordemos que de manera similar a las fuerzas de reacción en el análisis de tensión de los puntos fluyen en los nodos con prescritos presiones de poro se evalúan con respecto a 1 m de longitud de arco que tiene un diámetro igual a x(r). En el caso de análisis del plano de tensión el valor correspondiente es tomado por 1m ejecutado. Los flujos globales correspondientes (flujo de entrada / flujo de salida) pueden ser determinados por los puntos de flujos como se [m3/day/m] menciona:
Análisis de plano de tensión
Análisis axisimétrico
Cuando N es e número de nodos a lo largo de la línea de malla dada, en donde los puntos de flujo Qi[m3/day/m] son calculados. En el caso del análisis axisimétrico xi representa la coordenada x para un punto dado. Por lo que el análisis axisimétrico proporciona el total de flujo de entrada / flujo de salida [m3/day] a través de por ejemplo un superficie cilíndrica (línea vertical) o superficie circular (línea horizontal).