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2.4. Validación del software.
En esta sección se verificará la validación del software que se utilizará para el desarrollo de
los análisis por el método del elemento finito que se le realizaran a los durmientes como
medio de apoyo para la solución de los modelos que se realizaron en la sección 2.3.3.; pero
para esto se necesita conocer qué tan preciso es el software de elemento finito que se planea
utilizar.
Para lo anterior se planteará que para validar el software, se hará el desarrollo del modelo
analítico de cargas uniformemente distribuidas y se compararán los resultados obtenidos
del modelo analítico con los que se obtengan con el software de elemento finito. Se tendrán
en cuenta dos programas de FEM, una será NX Nastran que se encuentra dentro del
programa UGS Unigraphics ® , y el otro será Abaqus CAE ® . Se realizaran los modelados del
durmiente en cada uno de estos software y se realizarán los métodos por elemento finito. Al
final, se podrá obtener lo que se quiere conocer y determinar que software es el más apto
para utilizarlo en los modelos a realizar posteriormente.
2.4.1. Desarrollo analítico de cargas uniformemente distribuidas.
Este desarrollo servirá para poder calcular el durmiente con una carga simple, la cual en
este caso será la carga uniformemente distribuida. Esto quiere decir que las reacciones del
balasto que actúan sobre la superficie inferior del durmiente serán únicamente una carga
distribuida como se ve en la figura 2.3.a.
Cabe destacar que en estudios anteriores este modelo analítico fue desarrollado y tomado
en cuenta como el comportamiento real de las distribución de presiones del balasto que
ejerce sobre el durmiente, pero posteriormente se descartó esta idea como tal, con la
contribución más recientes de investigadores y estudios de laboratorio que han determinado
otro tipo de distribuciones (sección 2.3.2.); aunque hoy en día existen normas que sugieren
que para fines prácticos, la distribución de presiones uniformes se puede considerar para el
análisis mecánico de los durmientes ferroviarios, tales son los casos de la Norma Mexicana
para la Fabricación de Durmientes de Concreto, que es la misma que estipula la norma
americana de A.R.E.M.A. [9,15]. Las normas citan que mientras que la presión del
durmiente al balasto no se distribuye uniformemente a través o a lo largo de la base del
durmiente, puede hacerse un cálculo “promedio” de la presión en la base de éste.
De este modelo también se podrán obtener sus ecuaciones para determinar los diagramas
del cortante y del momento flector. Primeramente se determinará el valor de la reacción de
balasto en el durmiente y para esto se tendrá el diagrama de cuerpo libre de la figura 2.3.a.
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