RamSeries - Compass

RamSeries
Rambshell
Análisis estático y dinámico de vigas y láminas
mediante el uso del método de los elementos finitos.
Dimensionamiento de hormigón
Ramsolid
Análisis estático y dinámico de sólidos 3D mediante el
uso del método de los elementos finitos.

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info@compassis.com
Marzo 2007

Tabla de contenidos
Chapters
Pag.
2 Introducción 1
2.1 Organización del manual 1
3 Tutoriales 3
3.1 Lista de Tutoriales 3
3.2 Análisis de una estructura de vigas 4
3.2.1 Cargando el análisis de VIGAS 6
3.2.2 Ejes Globales y Locales 7
3.2.3 Propiedades de la viga 9
3.2.4 Restricciones de desplazamiento 11
3.2.5 Cargas distribuidas 12
3.2.6 Datos del problema 13
3.2.7 Generación de malla 16
3.2.8 Cálculo 16
3.2.9 Postproceso 17
3.2.10 Visualización de los Ejes Locales 18
3.2.11 Deformación de la estructura 19
3.2.12 Visualización de las fuerzas 21
3.2.13 Impulso en el eje Y' 22
3.2.14 Impulso en el eje Z' 22
3.2.15 Fuerza Axial 23
3.2.16 Corte en Y' 24
3.2.17 Corte en Z' 24
3.2.18 Impulso torsor 24
3.2.19 Reacciones 25
3.2.20 Impulso de reacción 25
3.2.21 Unidades 25
3.3 Análisis de una estructura de lámina 27
iii

iv
Tabla de contenidos
3.3.1 Cargando al análisis SHELLS 29
3.3.2 Ejes Globales y Locales 30
3.3.3 Propiedades de la lámina 32
3.3.4 Restricciones de desplazamiento 33
3.3.5 Cargas distribuidas 36
3.3.6 Datos del problema 37
3.3.7 Generación de malla 39
3.3.8 Calcular 40
3.3.9 Postproceso 41
3.3.10 Visualización de los Ejes Locales 41
3.3.11 Deformación de la estructura 42
3.3.12 Contour fill de los desplazamientos 43
3.3.13 Visualización de las fuerzas 45
3.3.14 Definición por el usuario de los límites de Contour 47
Fill para fuerzas
3.3.15 Impulso principal 48
3.3.16 Fuerza principal axial 48
3.3.17 Corte principal 50
3.3.18 Reacciones 50
3.3.19 Impulso de reacción 51
3.3.20 Referencia para otras opciones y capacidades 51
3.3.21 Unidades 51
3.4 Análisis de un par de vigas con lámina 52
3.4.1 Ideas generales 53
3.4.2 Resultados del ejemplo del par de vigas y láminas 54
3.5 Análisis dinámico de una estructura de un par de vigas y 55
lámina
3.5.1 Cargas dinámicas 56
3.5.2 Datos del problema 57
3.5.3 Resultados del ejemplo "Análisis dinámico de una 57
estructura de un par de vigas y lámina

RamSeries
v
3.6 Análisis de un sólido 59
3.6.1 Cargando el análisis de SÓLIDOS 61
3.6.2 Propiedades del sólido 62
3.6.3 Restricciones de desplazamiento 63
3.6.4 Cargas puntuales 65
3.6.5 Carga del propio peso 65
3.6.6 Datos del problema 66
3.6.7 Generación de malla 68
3.6.8 Cálculo 69
3.6.9 Postproceso 70
3.6.10 Deformación de la estructura 70
3.6.11 Contour fill de los desplazamientos 71
3.6.12 Visualización de fuerzas 73
3.6.13 Definición por el usuario de los límites de Contour 75
fill para fuerzas
3.6.14 Presiones principales 76
3.6.15 Von Misses 77
3.6.16 Reacciones 78
3.7 Análisis de un edificio de hormigón 79
3.7.1 Ejes globales y locales para vigas 82
3.7.2 Ejes globales y locales para láminas 84
3.7.3 Propiedades de soporte 86
3.7.4 Propiedades de las vigas del contorno 86
3.7.5 Propiedades de la lámina 87
3.7.6 Restricciones de desplazamiento 88
3.7.7 Casos de carga 89
3.7.8 Carga del propio peso 90
3.7.9 Cargas distribuidas en las láminas 91
3.7.10 Casos de carga combinados 92
3.7.11 Datos del problema 93
3.7.12 Generación de malla 96

vi
Tabla de contenidos
3.7.13 Calcular 98
3.7.14 Postproceso 98
3.7.15 Caso de carga activa 99
3.7.16 Visualización de los Ejes Locales de la lámina 99
3.7.17 Visualización de los Ejes Locales de las vigas 100
3.7.18 Deformación de la estructura 101
3.7.19 Contour fill de los desplazamientos 102
3.7.20 Visualización de las fuerzas en las vigas 103
3.7.21 Impulso en el eje Y' 104
3.7.22 Visualización de las fuerzas en la lámina 105
3.7.23 Definición por el usuario de los límites de Contour 107
fill para fuerzas
3.7.24 Reacciones 108
3.7.25 Reacciones Impulso 109
3.7.26 Dimensión del hormigón 109
3.7.26.1 Dimensión de la placa sobre el soporte 110
3.7.26.2 Elemento 540 112
3.7.26.3 Cálculo de recubrimientos geométricos (EHE 113
37.2.4)
3.7.26.4 Comprobación sección 1 114
3.7.26.5 Cuantías geométricas mínimas (EHE 42.3.5) 114
3.7.26.6 Limitación flexión (EHE 42.3.2) 114
3.7.26.7 Agotamiento frente a solicitaciones normales 114
(EHE 42.1)
3.7.26.8 Fisuración por solicitaciones normales. 115
Compresión (EHE 49.2.1)
3.7.26.9 Fisuración por tracción (EHE 49.2.3) 115
3.7.26.10 Comprobación a cortante con armadura 116
(EHE 44.2.3)
3.7.26.11 Dimensión del soporte 117
3.8 Análisis elastoplástico de una viga de gran alma 118

RamSeries
vii
3.8.1 Carga estática 119
3.8.2 Materiales 119
3.8.3 Datos del Problema 120
3.8.4 Resultados 121
3.9 Herramientas navales 122
3.9.1 Ejes locales y globales 125
3.9.2 Propiedades de lámina rigidizada 127
3.9.3 Condiciones de contorno 128
3.9.4 Cargas de ola 129
3.9.5 Cargas sobre láminas 130
3.9.6 Datos del problema 131
3.9.7 Equilibrado automático del casco 133
3.9.8 Generación de malla 134
3.9.9 Calcular 135
3.9.10 Postproceso 136
3.9.11 Deformación de la estructura 137
3.9.12 Visualización de las fuerzas 137
3.9.13 Visualización de presiones de ola 140
3.9.14 Comprobación de Pandeo 141
3.10 Análisis de una lámina reforzada de material compuesto 145
3.10.1 Ejes locales y globales 146
3.10.2 Propiedes de barra 148
3.10.3 Restricciones de desplazamiento 150
3.10.4 Cargas distribuidas 151
3.10.5 Propiedes de barra 152
3.10.6 Datos del problema 154
3.10.7 Generación de malla 156
3.10.8 Calcular 157
3.10.9 Postproceso 158
3.10.10 Deformación de la estructura 158
3.10.11 Contour fill de desplazamientos 159

viii
Tabla de contenidos
3.10.12 Visualización de fuerzas 160
4 Manual de referencia 165
4.1 Punto de ayuda 165
4.2 Unidades 165
4.3 Restricciones 167
4.3.1 Restricciones y desplazamientos prescritos 167
4.3.2 Prescripciones elásticas 169
4.4 Conexiones 169
4.4.1 Rótulos 170
4.4.2 Rótulos de viga 170
4.4.3 Desconectar todo 171
4.4.4 Desconectar Grupo 172
4.4.5 Ejemplos de desconexión: vigas 172
4.4.6 Ejemplos de desconexión: láminas 173
4.5 Masas 174
4.5.1 Punto masa 174
4.5.2 Viga masa 174
4.5.3 Masa de la superficie de la lámina 175
4.6 Casos de carga 176
4.6.1 Casos de carga simple 176
4.6.2 Casos de carga combinados 177
4.7 Cargas estáticas 178
4.7.1 Punto de carga 179
4.7.2 Propio peso 179
4.7.3 Cargas de presión de viga 179
4.7.4 Cargas de la superficie de la lámina 180
4.7.5 Carga de la presión de contorno de la lámina 182
4.7.6 Cargas de superficie sólida 183
4.7.7 Carga de temperatura 184
4.8 Cargas dinámicas 184
4.8.1 Carga de punto dinámico 185

RamSeries
ix
4.8.2 Carga de presión en la viga 185
4.8.3 Cargas dinámicas de la superficie de la lámina 186
4.8.4 Carga dinámica de la presión de contorno 187
4.9 Propiedades generales 187
4.9.1 Global and Local axes for beams (Ejes globales y 188
locales para vigas)
4.9.2 Global and Local axes for shells (Ejes Globales y 190
Locales para láminas)
4.9.3 Vigas 192
4.9.3.1 Sección Rectangular 192
4.9.3.2 Sección Genérica 193
4.9.3.3 Biblioteca de sección 194
4.9.3.4 Refuerzos navales 195
4.9.4 Láminas 197
4.9.4.1 Isotropic Shell 198
4.9.4.2 Anisotropic Shell 198
4.9.4.3 Laminate Shell 199
4.9.4.4 Stiffened Shell 201
4.9.5 Materials 203
4.9.6 Solid properties (Propiedades de sólido) 203
4.10 Datos del problema 204
4.10.1 Unidades 205
4.10.2 Gravedad 206
4.10.3 Resultados 206
4.10.4 Avanzado 208
4.10.4.1 Solver lineal 209
4.10.4.2 Solver eigen 209
4.10.4.3 Resultado dinámico 210
4.10.5 Análisis 210
4.10.5.1 Dinámica Lineal 211
4.10.5.2 No-Lineal Estático 215

x
Tabla de contenidos
4.10.5.2.1 Incremento automático 217
4.10.5.2.2 Método Line-Search 217
4.10.5.2.3 Método Auto ARC-switch 218
4.10.5.3 No-Lineal Dinámico 218
4.11 Condiciones iniciales 220
4.12 Elemento de contacto 221
4.13 Resultados 222
4.13.1 Resultados Generales 222
4.13.2 Resultados en vigas 224
4.13.3 Resultados en láminas 227
4.13.4 Resultados en sólidos 229
5 Appendixes 231
5.1 Apéndice 1: Gráficos en los resultados dependiendo del 231
número de nodos
5.1.1 Placa cuadrada con carga uniforme 231
5.1.2 Placa cuadrada con carga puntual 232
5.1.3 Viga analizada como sólido en 3D 232
5.2 Apéndice 2: Teoría del análisis de vigas 233
5.2.1 Supuestos básicos 233
5.3 Apéndice 3: Teoría del análisis de láminas 234
5.3.1 Supuestos básicos 234
5.4 Apéndice 4: Teoría del análisis de sólidos en 3D 237
5.4.1 Supuestos básicos 237
5.5 Apéndice 5: Teoría de análisis dinámico 239
5.5.1 Análisis Modal 239
5.5.2 Integración Directa 240
5.5.3 Análisis Espectral 241
5.6 Apéndice 6: Teoría del análisis no lineal 243
5.6.1 Sistemas de ecuaciones no lineales 243
5.6.2 Plasticidad J2 244
5.6.3 Contacto-impacto 245

RamSeries
xi
5.7 Apéndice 7: Teoría de olas 246
5.7.1 Flujo potencial para olas 246
5.8 Apéndice 8: Teoría de materiales compuestos 249
5.8.1 Concepto de lámina 250
5.8.2 Propiedades elásticas de la lámina 250
5.8.3 Concepto de laminado 252
5.8.4 Teoría de placas laminadas 252
5.8.5 Criterio de fallo TSAI-WU 252
5.9 Appendice 9: Análisis de Pandeo por MEF 253
6 Referencias 259

xii
Tabla de contenidos

Introducción
Ramseries puede realizar el análisis estructural de vigas o láminas o la
combinación de ambas, utilizando el método de elementos finitos.
Considera la elasticidad lineal en el material y pequeños
desplazamientos en toda la estructira. Las hipótesis de vigas y láminas
asumidas en el análisis se describen en los apéndices 2 y 3. Esto
también puede dimensionar el análisis de las vigas de hormigón armado
y láminas con el acero necesario basado en la regulación española EHE.
RamSeries puede realizar el análisis estructural en 3D de sólidos usando
el método de elementos finitos. Considera la elasticidad lineal en el
material y los pequeños desplazamientos en toda la estructura. Las
hipótesis del sólido considerado en el análisis, se describen en el
apéndice 4.
Estos módulos de análisis están incluidos dentro de GiD, el pre y post
procesador. Se asume el conocimiento de GiD para crear la geometría,
la malla y visualizar los resultados en el nivel de postproceso. Para más
detalles sobre el uso de este programa puede dirigirse al manual de Gid.
2.1 Organización del manual
Este manual se ha estructurado como sigue:
El primer capítulo del manual se referirá al análisis de las vigas.
El segundo capítulo describirá el análisis de las láminas.
El tercer capítulo recogerá el análisis conjunto de vigas y láminas.
El cuarto describirá el análisis de sólidos.
El quinto capítulo está dedicado a un análisis estructural de un edificio de
hormigón. El acero armado también está dimensionado.
Todos los capítulos estarán ilustrados por algún ejemplo, mostrando
1

2 Organización del manual
todos los conceptos básicos que son necesarios.
La segunda parte del manual es una referencia de todos los comandos y
fechas que se definieron en ramseries.
Los ejemplos que se usan en este manual utilizan los siguientes
nombres:
Análisis de vigas
Análisis de láminas
Análisis conjunto de vigas y
láminas
Análisis de sólidos en 3D
Análisis de hormigón
armado
manual-beam-ex1.gid
manual-shell-ex2.gid
manual-beam-shell-ex3.gid
manual-solid-ex4.gid
manual-concrete-ex5.gid

Tutoriales
3.1 Lista de Tutoriales
Análisis de una
estructura de vigas
-pag. 4-
Análisis de una
estructura de
lámina -pag. 27-
Análisis de un par
de vigas con lámina
-pag. 52-
Análisis dinámico
de una estructura
de un par de vigas y
lámina -pag. 55-
El ejemplo utilizado
para describir el
análisis de una
estructura de vigas
se define como una
pórtico espacial con
cargas distribuidas
El ejemplo utilizado
para describir el
análisis de un
lámina será una
lámina espacial
calculada con doble
simetría.
Este ejemplo
analiza un pórtico
espacial que
soporta una lámina
con un agujero.
Este ejemplo realiza
un análisis dinámico
de la estructura del
ejemplo previo.
3

4 Lista de Tutoriales
Análisis de un
sólido -pag. 59-
Análisis de un
edificio de hormigón
-pag. 79-
El ejemplo usado
para describir el
análisis de un sólido
será un voladizo
con sección
variable
Este ejemplo
consistirá en el
análisis de un
edificio simple de
hormigón armado
introduciendo los
conceptos de
combinación de
casos de carga y el
concepto de
dimensionado del
hormigón
3.2 Análisis de una estructura de vigas
El ejemplo utilizado para describir el análisis de una estructura de vigas
se define como un pórtico espacial con cargas distribuidas.

RamSeries
5
Para una referencia básica, este ejemplo puede encontrarse en la
distribución, directorio Exampless/RamSeries con el nombre
manual-beam-ex1.gid
El primer paso es la creación de la geometría. Puede definirse utilizando
los comandos de preproceso descritos en el manual de GiD. Los
comandos más útiles son:
Geometry->Create->Line 0,0,0 10,0,0 …
Utilities->Copy->Translation
View->Rotate->Trackball
El modelo final estará compuesto por 8 líneas y todas ellas en conexión
con los puntos. Cuida de colocar la estructura relacionada a los ejes
globales como se muestra en el dibujo. Así será más sencillo seguir el
ejemplo. Después de haber creado la geometría, la ventana de GiD será
similar a ésta:

6 Análisis de una estructura de vigas
3.2.1 Cargando el análisis de VIGAS
Para cargar el problema tipo ramseries, seleccione:
Data->Problem type->RamSeries6.x
Si ramseries no aparece en el menú significa que aún no está instalado.
Para ejecutar esta acción, se puede dirigir a las instrucciones de
instalación de ramseries.
Nota: El problema tipo ramseries puede cargarse antes ó después de la
creación geométrica.
Para este tipo de problema, el Análisis de Viga puede elegirse desde:
Data-> Start Data

RamSeries
7
O también desde:
3.2.2 Ejes Globales y Locales
El modelo se ha creado con relación al sistema de ejes globales XYZ
que es único para los problemas enteros. Pero cada viga debe tener su
propio sistema de ejes locales X'Y'Z' a fin de:
1 Diríjirse a la sección de propiedades como Módulos de inercia ó
espesor y altura para este sistema.

8 Ejes Globales y Locales
2 Alguna de las cargas (las que tienen el prefijo Local) estén
relacionadas también con este sistema.
3 Las fuerzas de los resultados sobre la viga estén relacionadas con
este sistema local de ejes.
La principal propiedad de este sistema es que el eje local X' debe tener
la misma dirección que la viga.
Sistema global de ejes
Z
Y
Y
Viga
X
Z
X
Sistema local de ejes
Los caminos para la definición de los ejes locales son:
1 Por defecto. El programa asigna a los diferentes ejes locales del
sistema de cada viga con el siguiente criterio.
Eje X' tiene la dirección de la viga.
Si el eje X' tiene la misma dirección que el eje global Z, el eje Y' tiene
la misma dirección que el eje global X. Si no, el eje Y' está calculado
como si fuese horizontal (ortogonal a X' y Z).
El eje Z' es el cruce producido por el eje X' y el eje Y'. Este se
posicionará en el mismo sentido que el global Z (el punto producto de
Z y el eje Z' será positivo ó cero).
Nota: La idea original es que las vigas verticales tengan el eje Y' en la
dirección de la X global. Todas las otras vigas tienen el eje Y' horizontal y
con el eje Z' señalando.
2 Automátic. Similar al anterior pero el sistema de ejes locales está
asignado automáticamente a la viga por GID. La orientación final
puede cambiarse con Axes en la ventana de las condiciones de GID.
3 Automatic alt. Similar al anterior pero una propuesta alternativa a los

RamSeries
9
ejes locales que se dan. Normalmente, el usuario puede asignar los
ejes automáticamente y comprobarlos, después de asignar con Axes.
Si en diferentes sistemas de ejes locales es el deseado, normalmente
gira 90 grados desde el primero, entonces sólo es necesario asignar
otra vez la misma condición a las entidades con la selección de
Automatic alt.
4 Usuario definido. Los usuarios pueden crear diferentes sistemas
denominados de ejes locales con el comando GiD:
Data->Local axes->Define
Y con los diferentes métodos que allí se pueden seleccionar. Los
nombres de los ejes locales definidos se añadirán al menú donde los
ejes locales se seleccionan.
Note 1: ramseries intenta corregir el sistema de de ejes locales si el eje
local X' no apunta a la dirección de si el eje local X' es ortogonal a la
dirección de la viga.
Nota 2: El sistema final de ejes locales para cada viga se visualizará en
el estado de postproceso. Es conveniente comprobar que la corrección
de estos sistemas después que se haya realizado el cálculo.
3.2.3 Propiedades de la viga
Para asignar las las propiedades del material y sección de las vigas,
seleccione.
Data->Conditions->General Properties
Como las secciones de las vigas son rectangulares para este ejemplo,
seleccione la condición sobre líneas: Rectangular section.

10 Propiedades de la viga
Primero, para asignar las propiedades a las vigas horizontales, los
valores son:
El sistema de ejes locales selecciona Automatic. Siguiendo el criterio
dado antes, los ejes X' irán a lo largo de las líneas y el eje Y' será
horizontal. El eje Z' tendrá la misma dirección y sentido que el eje Z.
Las unidades se tratarán con más detalle en otra sección.
Width y es la anchura de la sección rectangular siguiendo la dirección
de Y´. Así, es la anchura horizontal y es de . es la anchura en ´. En
este caso el valor es .
G es el impulso de torsión (8.1e10 N/m 2 ) y E es el módulo de Young
(2.1e11 N/m 2 ).
Note: Recuerde que para un material isotrópico:
en este caso υ=0.3
Si el Peso Específico se deja a 0,0, entonces el peso propio de la viga
no está considerado. Por defecto las unidades están en N/m 3 .
Una vez que se han introducido los valores, la condición se debe asignar
a todas las vigas horizontales.

RamSeries
11
Igualmente se debe de hacer con las vigas verticales. En este caso el eje
Y' marca hacia la dirección del eje X para el sistema de ejes locales
Default.
Las condiciones que han estado asignadas y estos ejes locales se
pueden visualizar con el botón Draw en la ventana de condiciones.
3.2.4 Restricciones de desplazamiento
Los cuatro puntos inferiores de una estructura tienen una restricción en
sus movimientos en las tres direcciones globales X, Y y Z. Las rotaciones
en los puntos no se han prescrito.
En esta condición, los ejes locales no tienen relación con los ejes locales
de las vigas definidos en la sección de propiedades. La opción GLOBAL
significa que prescribe las conexiones a los ejes globales del problema,
utilizada en este caso. Los ejes locales se utilizan para ordenar el
desplazamiento ó rotación en una dirección no coincidente con ninguno
de los ejes globales. La parte de valores de la condición se utiliza para
prescribir un total fijo de desplazamiento o rotación. Por defecto las
unidades están en metros para X, Y los desplazamientos de Z y radianes

12 Restricciones de desplazamiento
para las rotaciones ordenadas. En este caso, todas las órdenes de
desplazamiento y rotaciones son cero.
Las Restricciones X, Y y Z significan los desplazamientos a lo largo de
los ejes. Las Restricciones theta x, theta y y theta z se refieren a las
rotaciones alrededor de los ejes. Los signos son los siguientes (regla de
la mano derecha):
Z
Z disp.
Y
Theta Y.
Y disp.
Theta Z
Theta X
X disp.
X
Esta condición se debe asignar a los cuatro puntos en la parte inferior
(mínimo Z) de la estructura.
3.2.5 Cargas distribuidas
Todas las vigas horizontales tienen el peso distribuido en 50000 N/m a lo
largo del eje negativo de Z. Entonces se utilizará Global Beam Load.

RamSeries
13
Esta condición se asignará a todas las vigas horizontales.
3.2.6 Datos del problema
Esta es la información necesaria para el análisis y no tiene relación con
la geometría.
Mesh Units son las unidades en las que están representadas las
coordenadas de la geometría y Result Units son las que se usan para
representar los resultados del análisis.
Los tres componentes de la gravedad definen un vector, que estará
normalizado mediante Ramseries y representa la dirección de la
gravedad si se considera el peso propio. En este caso, como no se carga
el peso propio, los componentes de gravedad no se utilizan.

14 Datos del problema
Beam Res granularity Significa el número de subdivisiones que tendrá
cada viga para presentar los resultados. Muchas subdivisiones dan más
calidad en la visualización de los resultados y más espacio de disco.
Esta opción no modifica la precisión del resultado, sólo es visualización.
Output_beams_Maximums Cuando hay más de un caso de carga, es
posible que obtener un caso de carga especial que contenga el máximo
de vigas. Con la opción Automatic, lo obtenemos sólo si hay secciones
de acero. Con Always, solo si hay mas de un caso de carga.
Con Solver type, se selecciona el solver del sistema de ecuaciones que
se utiliza internamente. Las opciones son:
Automatic: El programa selecciona el mejor solver dependiendo del
tamaño del problema. En problemas pequeños se usará Skyline y en
mayores se usará Sparse
Skyline: Se usa un solver Txolesky con almacenamiento skyline, un
solver directo que requiere una gran cantidad de memoria. La ventaja
es que siempre da una solución si el problema está correctamente
definido.
Sparse : Utiliza un solver de gradiantes conjugados con

RamSeries
15
almacenamiento de la matriz sparse. Es un solver iterativo que
requiere mucha menos memoria que el directo. Puede no converger
en algunos casos. Si no da una solución, después de comprobar la
definición del problema, intenteló con el solver Skyline. Si se elige esta
opción, se pueden modificar varios parámetros:
La tolerancia solver: Cuando el proceso de iteración alcanza esta
tolerancia, el solver se parará.
Tolerancia mínima del solver: Si el solver llega a la máxima iteración
numérica, esta tolerancia decidirá si se aceptan los resultados.
Iteraciones Max.: El máximo número de iteraciones permitidas al
solver.
Normalmente, la mejor opción es seleccionar Automático. Los usuarios
avanzados pueden elegir el solver Skyline si no utiliza mucha memoria y
el solver sparse para grandes problemas, dependiendo de la memoria
RAM disponible.
El resto de la información de esta ventana no se usa para el análisis de
vigas.
Tipo de análisis: Esta opción debe colocarse en Vigas y láminas para

16 Datos del problema
todos los problemas que tienen elementos de viga.
3.2.7 Generación de malla
Para la mayoría de los modelos geométricos, especialmente si todas las
vigas son rectas, sólo es necesario un elemento de viga por línea. Para
obtenerlo, generar la malla con un elemento de gran tamaño por defecto.
Debe elegirse tan extenso como cualquiera de las amplitudes de línea.
Para este ejemplo se pueden seleccionar 100 unidades.
Si existiesen líneas curvas, será necesario mallar varios elementos de
viga para cada línea. Para ello, use las opciones de control de malla de
GiD tal y como se describe:
Meshing->Assing unstr. Sizes->Points
Meshing->Assing unstr. Sizes->Lines
Meshing->Assing unstr. Sizes->By cordal error
Para generar la malla use:
Meshing->Generate 100
Ramseries solo acepta por defecto 2-noded beam elements. Por lo que
la opción quadratic no se acepta para las vigas. Consulte el manual GiD
para más detalles.
3.2.8 Cálculo
Si aún no se ha guardado el modelo, use:
Files->Save
Dando un nombre al modelo.
Para comenzar el análisis elija:
Calculate->Calculate
El análisis se genera en un proceso a parte. Entonces, es posible

RamSeries
17
continuar trabajando con GiD ó salir del programa. Cuando el análisis ha
acabado, aparecerá una ventana notificándolo. Si no ha sido un
resultado satisfactorio, una ventana mostrará los errores que se deben
arreglar. Solucionando el error se puede continuar.
Si se puede visualizar, entonces el proceso está en marcha, si desea
alguna información sobre esta evolución, seleccione:
Calculate->View process info
Para conseguirlo. La información más importante que se puede obtener
en esta ventana es el total de memoria, expresado en Megabytes,
necesaria para el solver. El total de memoria RAM que se requiere para
el análisis de código es algo mayor. Para el solver skyline, el total es
sobre el 10% más. Para el solver Sparse, sobre el doble o más de
memoria. Estos datos dan una idea del mayor problema que se puede
presentar en los resultados del ordenador.
3.2.9 Postproceso
La parte del programa dedicada a visualizar los resultados del análisis se
llama Postproceso. Una vez que el cálculo ha acabado, entrar en la parte
de postproceso y cargar automáticamente los resultados seleccionados:
Files->Postprocess
Para ejecutar la operación correctamente, es necesario tener un modelo
cargado dentro del la parte de preproceso antes de ir al postproceso.

18 Postproceso
Elija la vista: Vea el estilo de Contornos, si no está seleccionado. Con
este tipo de vista, los diagramas de las vigas se visualizan mejor.
Nota: Para otra interesante vista de vigas, seleccione View style->Body,
Render->Smooth and Options->Geometry->Line size.
3.2.10 Visualización de los Ejes Locales
La principal comprobación que se tiene que hacer es ver si los ejes
locales para cada viga son iguales que los que se han supuesto cuando
se han asignado las propiedades. Seleccione:
View results -> Local axes

RamSeries
19
El eje local X' está dibujado en color azul, el eje Y´ en rojo y el Z´en
verde.
Si son diferentes de como se esperaba, ir la parte de preproceso,
cambiar las propiedades y calcular de nuevo.
Si el dibujo de los ejes locales parece demasiado grande ó pequeño,
pruebe a cambiar el factor de la escala de dibujo entrando diferentes
números en la línea de comandos y presionar .
3.2.11 Deformación de la estructura
Para visualizar la deformación de la estructura seleccione:
View results -> Deformed

20 Deformación de la estructura
La deformación de la estructura se ha ampliado en el dibujo. El factor de
ampliación se calcula automáticamente y se escribe el mensaje en la
ventana de GiD. Para cargar el factor, escribir un nuevo factor en la línea
de comandos y pulsar Enter. Se pueden comprobar en View
Results otros modos para cambiar este factor.
Para ver los valores numéricos de esta deformación seleccione:
View->Label -> All in -> Results
Pruebe también presionando el botón derecho del mouse sobre la
pantalla gráfica.
Para visualizar adecuadamente los valores, hacer los zooms apropiados.
Los valores son los máximos y los valores laterales cada viga
representada por el vector, expresado en coordenadas globales, del
desplazamiento. Por defecto las unidades están en metros.

RamSeries
21
Para cambiar los rótulos seleccione:
Label -> Off
Para seleccionar el estilo de visualización de los diagramas:
Options->Line diagrams->Show elevations
3.2.12 Visualización de las fuerzas
Todas las fuerzas están representadas con relación al sistema de ejes
locales de cada viga. La visualización está hecha con un diagrama que
estará más separado de la viga como la magnitud de la fuerza crezca.
Se dibujará en uno ú otro lado dependiendo del signo. Para ver los
valores numéricos de la fuerza que se comienza a visualizar, seleccione:
Label -> All in -> Results
Para ocultar los resultados numéricos seleccione:
Label -> Off
Estos comandos se pueden encontrar en el menú que aparece cuando
seleccionamos el botón derecho sobre la pantalla o en el menú View.

22 Impulso en el eje Y
3.2.13 Impulso en el eje Y'
Este es el impulso que rota alrededor del eje Y´. Por defecto, las
unidades están en Newton · metro
View results -> Beam diagrams -> Y' momentum
El criterio de signos del impulso de Y' es:
Y
Z
X
-
B
A
-
+
El diagrama se dibuja en el plano X'Z' y en la cara de la viga donde está
la tracción. Los valores positivos del impulso significan que la tracción es
en la cara Z' (en la cara negativa de Z').
3.2.14 Impulso en el eje Z'
View results -> Beam diagrams -> Z' momentum
Este es el impulso que rota alrededor del eje Z'. Por defecto, las

RamSeries
23
unidades están en Newton · metro
El criterio de signos de impulso Z' es:
Y
X
-
-
Z
+
El diagrama se dibuja en el plano X'Y' y en la cara de la viga donde está
valores positivos del impulso significan que la tracción es en la cara Y'
(en la cara negativa de Y').
3.2.15 Fuerza Axial
Esta es la fuerza axial en el eje de defecto las unidades están en
Newtons
View results -> Beam diagrams -> Axial force
El valor positivo significa la tracción en la viga. Un valor negativo significa
compresión.

24 Corte en Y
3.2.16 Corte en Y'
Este es el corte en el plano X'Y'. Por defecto las unidades están en
Newtons.
View results -> Beam diagrams -> Y' shear
+
Y
X
-
Z
En la figura se muestra el criterio de signos para el corte.
3.2.17 Corte en Z'
Este es el corte en el plano X'Z'. Por defecto las unidades están en
Newtons.
View results -> Beam diagrams -> Z' shear
+
Y
Z
X
-
En la figura se muestra el criterio de signos para el corte.
3.2.18 Impulso torsor
Este es el impulso alrededor del eje de defecto, las unidades están en
Newton.metro.
View results -> Beam diagrams -> Torsor

RamSeries
25
3.2.19 Reacciones
Estas son las reacciones que aparecen en las restricciones. Todos los
nodos que no tienen restricción tendrán una reacción nula. Por defecto
las unidades están en Newtons.
View results -> Reactions
Si se despliegan los rótulos, aparecen cuatro números. Los tres primeros
son la reacción del vector y el último es el módulo de este vector.
3.2.20 Impulso de reacción
Este es el impulso de reacción. Está expresado como un vector que
muestra el eje de rotación y el módulo que significa el total de defecto las
unidades están en Newton · metro.
View results -> M Reactions
3.2.21 Unidades
Por defecto, las unidades de sistema para Ramseries son del Sistema
Internacional (IS), tales como:
Fuerza en Newton (N)

26 Unidades
Longitud en metros (m)
Las unidades derivadas es Pascal (Pa), donde Pa=N/m 2
Estas unidades pueden cambiar en varias partes del programa. Cada
ventana que pregunta por datos de restricciones, carga ó propiedades
tiene un campo para seleccionar las unidades para esa ventana. Las
unidades seleccionadas sólo son aplicables en los datos relacionados en
ella en la misma ventana.
Las unidades en las que están expresadas las coordenadas del modelo
geométrico están seleccionadas en la ventana de datos de Problema:
Data -> Problem data -> Units -> Mesh units
Las unidades en las que están expresados los resultados del análisis se
pueden seleccionar en:
Data -> Problem data -> Units -> Results units
Otras unidades predefinidas que se pueden seleccionar son:
Fuerza: Kilogramo-fuerza (kp)
Longitud: centímetro (cm), milímetro (mm)
Las unidades de resultado pueden expresarse como:
N-m donde:
Desplazamientos en m
Fuerzas en N/m or N·m/m
Presiones en Pa= N/m 2
N-mm donde:
Desplazamientos en mm
Fuerzas en N/mm or N·mm/mm
Presiones en in N/mm 2
Kp-cm donde:
Desplazamientos en cm
Fuerzas en Kp/cm or Kp·cm/cm
Presiones en Kp/cm 2

RamSeries
27
KN,m,Mpa donde:
Desplazamientos en m
Fuerzas en kN/m or kN·m/m (kN=10 3 N)
Presiones en Mpa=10 6 Pa
Señalamos que las unidades en este sistema no forman un sistema
compatible.
3.3 Análisis de una estructura de lámina
El ejemplo utilizado para describir el análisis de un lámina será una
lámina espacial calculada con doble simetría.
Para una referencia básica, este ejemplo se puede encontrar en la
distribución, directorio Examples/RamSeries con el nombre
manual-shell-ex2.gid
El primer paso es crear la geometría. Puede definirse usando los
comandos de preproceso de GiD descritos en el manual de GiD. Serán
útiles los siguientes comandos:
Geometry->Create->Line
Geometry->Create->Arc

28 Análisis de una estructura de lámina
Utilities->Copy->Rotate (Do extrude lines)
Geometry->Create->NURBS surface->By contour
El modelo final está compuesto por 1 superficie, 4 líneas y todas ellas
están conectadas por puntos (solo un cuarto de la estructura total,
mediante simetría y sin soportes). Cuidando de posicionar la estructura
en relación con los ejes globales como se ve en el dibujo. Entonces, será
más sencillo seguir el ejemplo. Los cuatro puntos son los siguientes:
A 0.000000 -25.000000
25.000000
B 16.069690 -25.000000
19.151111
C 16.069690 0.000000
19.151111
D 0.000000 0.000000 25.000000
Después de creada la geometría, la ventana de GiD será similar a ésta:

RamSeries
29
3.3.1 Cargando al análisis SHELLS
Para cargar el problema tipo ramseries, seleccione:
Data->Problem type->RamSeries6.x
Si ramseries no aparece en el menú, entonces aún no está instalado.
Diríjase a las instrucciones de instalación de ramseries para ejecutar
esta acción.
Nota: El problema tipo ramseries puede estar cargado antes ó después
de la creación geométrica.
Para este tipo de problemas, el Análisis de láminapuede elegirse desde:
Data-> Start Data
tambien desde:

30 Cargando al análisis SHELLS
3.3.2 Ejes Globales y Locales
El modelo ha sido creado con relación al sistema de ejes globales XYZ
que es único para todo el problema. Pero cada elemento de la lámina
debe tener su propio sistema local de ejes X'Y'Z' para:
1 Referirse a la sección de propiedades, como ortotropia a este sistema
2 Algunas de las cargas (las que tienen el prefijo Local ) están
relacionada también con este sistema.
3 La firmeza de los resultados sobre las láminas se relaciona a este
sistema local de ejes.
La principal propiedad de este sistema local de ejes es que el eje Z' tiene
que tener la misma dirección que el normal del elemento.
Sistema ejes global
Z Y
X
Elemento lámina
Sistema ejes local
Z
Y
X
Los caminos para la definición de los ejes locales son:

RamSeries
31
1 Por defecto. El programa asigna a los diferentes ejes locales del
sistema de la lámina el siguiente criterio:
Siendo N la unidad normal del elemento de la lámina, U el vector
(0,1,0)y V el vector (0,0,1). Entonces:
El eje Z' tiene la dirección y el sentido de N.
Si N Define
y con los diferentes métodos que se han seleccionado allí. Los nombres
de los ejes locales definidos se añadirán al menú dónde los ejes locales

32 Ejes Globales y Locales
se han seleccionado en las condiciones de la ventana.
Nota1: ramseriesintenta corregir el sistema de ejes locales si el eje local
Z' no apunta a la dirección de la normal del elemento. Fallará si el eje
local Z' es ortogonal a la dirección de la normal.
Nota 2: El sistema final de ejes locales para cada elemento de la lámina
se visualizará en el estado de postproceso. Es conveniente comprobar la
corrección estos sistemas después de efectuar el cálculo.
3.3.3 Propiedades de la lámina
Para asignar la sección y
seleccione:
propiedades del material de la lámina,
Data->General properties
Como las propiedades de la lámina son isotrópicas para este ejemplo,
elegir condición sobre superficies: Shell.
Para asignar las propiedades de la lámina, los valores son:
En el sistema local de ejes elegimos Default. Siguiendo el criterio
dado anteriormente, el eje X' marcará hacia el eje positivo Y global. El
eje Z' será normal a los elementos e Y' estará contenido en el plano

RamSeries
33
XZ.
Las unidades estarán contempladas con más detalle en otra sección.
Thickness es la anchura de la lámina en la dirección ortogonal a la
superficie de la lámina. En este caso el valor es 250 mm.
E es el módulo de Young(4.32 e8 N/m 2 ) y nu es el coeficiente de
Poisson con valor 0.0, en este caso (no es dimensional).
Si el Peso Específico se deja a 0.0, entonces el peso propio de la
lámina no está contemplado. Las unidades por defecto están en N/m 3 .
Una vez que los valores se han completado, la condición debe asignarse
a la superficie que define la lámina.
Las condiciones que han sido asignadas deben visualizarse con el botón
Draw en la ventana de condiciones.
3.3.4 Restricciones de desplazamiento
Restricciones de desplazamiento
Las prescripciones para láminas deben aplicarse tanto para puntos ó
líneas. En este ejemplo, las prescripciones están aplicadas a 3 líneas del
contorno de la lámina.
El contorno de tiene una membrana de prescripción con prescripciones
en las direcciones X y Z para los desplazamientos y theta Y para las
rotaciones (muro rígido).

34 Restricciones de desplazamiento
Las líneas CD y DA tienen constricciones de simetría. Sus prescripciones
son:
Línea CD: desplazamientos ordenados en el eje Y las rotaciones en
eje theta X y eje theta Z.
Línea DA: desplazamientos ordenados en el eje X y rotaciones en eje
thetaY y eje theta Z.
está libre.

RamSeries
35
Line CD
Line DA
En esta condición, los ejes locales no tienen relación con los ejes locales
de la lámina definidos en la sección de propiedades. La opción GLOBAL
significa que ordena las conexiones a los ejes globales del problema.
Esto se ha hecho en este caso. Los ejes locales se utilizan para ordenar
el desplazamiento ó rotación en la dirección que no coincide con ninguno
de los ejes globales. La parte de los valores de la condición se usa para
ordenar un total fijo de desplazamientos ó rotaciones. Por defecto las
unidades son metros en X, Y y los desplazamientos y radianes para las
rotaciones ordenadas. En este caso, el orden de los desplazamientos y
las rotaciones, es cero.
Las Prescripciones X, Y y Z significan los desplazamientos a lo largo de
los ejes. La prescripción theta x, la prescripción theta y y la prescripción
theta z, significa las rotaciones alrededor de los ejes. Dibujos como el
siguiente (giro hacia la derecha):

36 Restricciones de desplazamiento
Z
Z disp.
Theta Z
Theta Y
Y disp.
Y
Theta X
X disp.
X
Esta condición se debe asignar a las líneas descritas en el dibujo. En
todos los casos, el orden de los desplazamientos y rotaciones es cero.
3.3.5 Cargas distribuidas
La lámina en su totalidad tiene distribuida una carga de 90 N/m 2 a lo
largo del eje negativo de Z. Por lo que se utilizará Global Shell Load.
Esta condición se asignará a la superficie de la lámina.

RamSeries
37
3.3.6 Datos del problema
Esta es la información necesaria para el análisis y no está relacionada
con la geometría.
Mesh Units son las unidades en las que se representan las coordenadas
de la geometría y de Results Units son las unidades utilizadas para
representar los resultados del análisis.
Los tres componentes de la gravedad definen un vector, que estará
normalizado dentro de ramseries y representa la dirección de la
gravedad si se considera el peso propio. En este caso, si no carga dicho
peso, no se utilizarán los componentes de gravedad.
Shell res axes permite seleccionar si las fuerzas resultantes se
mostrarán en los ejes locales, en los ejes principales ó en ambos. Los
ejes locales son los únicos definidos en la sección de propiedades. Los
ejes principales se definirán más tarde. Si no es necesario ahorrar
espacio en el disco, elegir both.
Output shell stresses si se seleccionan, las fuerzas y Von Misses se
calcularán tanto para la cara de arriba como la de debajo de la lámina.
Shell internal 6-noded elem Si se selecciona, la malla generada, como

38 Datos del problema
3-nodel triangle elements se calculará internamente como un 6-noded
triangles. Esto da más precisión en los resultados y necesita más tiempo
de proceso. Se suele utilizar siempre, excepto cuando las fuerzas en la
lámina del plano son dominantes. En este caso, son factibles ambas
opciones.
Shell smooth res Al seleccionarla, ramseries suavizará las fuerzas
resultantes donde sea posible. Los resultados del cálculo son fuerzas en
el interior de cada elemento que son discontinuas desde un elemento a
otro. El suavizado significa aproximar otros valores de las fuerzasde tal
forma que sean continuas de un elemento a otro. Esto sólo se puede
hacer si la geometría es suave por sí misma de un elemento a otro.
Con Solver type, se selecciona el solver del sistema de ecuaciones que
se utiliza internamente. Las opciones son:
Automatic: El programa selecciona el mejor solver dependiendo del
tamaño del problema. En problemas pequeños se usará Skyline y en
mayores se usará Sparse
Skyline: Se usa un solver Txolesky con almacenamiento skyline, un
solver directo que requiere una gran cantidad de memoria. La ventaja
es que siempre da una solución si el problema está correctamente
definido.
Sparse : Utiliza un solver de gradiantes conjugados con
almacenamiento de la matriz sparse. Es un solver iterativo que
requiere mucha menos memoria que el directo. Puede no converger
en algunos casos. Si no da una solución, después de comprobar la
definición del problema, intenteló con el solver Skyline. Si se elige esta
opción, se pueden modificar varios parámetros:
La tolerancia solver: Cuando el proceso de iteración alcanza esta
tolerancia, el solver se parará.
Tolerancia mínima del solver: Si el solver llega a la máxima iteración
numérica, esta tolerancia decidirá si se aceptan los resultados.
Iteraciones Max.: El máximo número de iteraciones permitidas al

RamSeries
39
solver.
Normalmente, la mejor opción es seleccionar Automático. Los usuarios
avanzados pueden elegir el solver Skyline si no utiliza mucha memoria y
el solver sparse para grandes problemas, dependiendo de la memoria
RAM disponible.
Nota: A veces, un solver itrerativo como Sparse no llega a converger
para las láminas. En estos casos, seleccione Skyline.
El resto de la información de esta ventana no se usará para análisis de
láminas.
3.3.7 Generación de malla
Ramseries acepta triángulos de 3 y 6 nodos como elementos que
definan la lámina. Así es posible mallar las superficies con cada Normal ó
Quadrátic triángulos (mirar Meshing->Quadratic Elements). En especial,
porque por defecto data->Results->Shell internal 6-noded elem se
inicializa. Esto significa que internamente, los triángulos de 3 nodos se
calcularán como 6 nodos, dando un resultado similar como los de 6
nodos.
Si se usan más elementos para mallar la geometría, habrá más exactitud
en los resultados obtenidos. Al mismo tiempo, se necesita mucho tiempo
de proceso y memoria RAM. Seleccione Calculate->View process
info después de hacer un análisis preliminar para obtener información de
los requisitos de memoria y el tiempo que necesita el ordenador.
Es también interesante mallar los elementos más pequeños en las zonas
de la lámina que tendrán un gran desnivel en los resultados.
Para estimar la precisión de los resultados relacionados al número de
nodos en la malla, comprobar el test gráfico que se adjunta en los
apéndices.
Para obtener los tamaños deseados en los elementos, se pueden usar

40 Generación de malla
las siguientes opciones GiD para controlar el tamaño de la malla:
Meshing->Assing unstr. Sizes->Points
Meshing->Assing unstr. Sizes->Lines
Meshing->Assing unstr. Sizes->By cordal error
Para generar la malla, utilice:
Meshing->Generate 1
En este modelo, se ha elegido el tamaño por defecto de 1 para los
triángulos. El total de nodos es de 530 (2033 después de la conversión
interna de triángulos de 6 nodos).
3.3.8 Calcular
Si el modelo no ha se ha guardado aún, seleccione:
Files->Save
Dando un nombre al modelo.
Para comenzar el análisis, seleccione:
Calculate->Calculate
El análisis se genera en un proceso a parte. Entonces, se puede
continuar trabajando con GiD ó salir del programa. Cuando el análisis
haya finalizado aparecerá una ventana para confirmarlo. Si no ha
prosperado, una ventana mostrará el error que tiene que ser subsanado.
Corrigiendo este error comenzará el proceso de nuevo.
Es posible visualizar, cuando el proceso está en marcha, alguna
información sobre su evolución. Seleccione:
Calculate->View process info
Para conseguirla. La información más importante que se puede obtener
en esta ventana es el total de memoria RAM, expresada en Megabytes,
necesaria para el solver. El total de memoria que se necesita para el

RamSeries
41
análisis de códigos es bastante grande. Para el solver skyline, el total es
sobre un 10% más. Para el solver Sparse, es sobre el doble de memoria.
Estos datos dan una idea del problema más grande que se pueden
resolver en el ordenador.
Este análisis específico necesita sobre 40Mb de memoria para ejecutar
(es necesaria RAM de 64Mb ó 96Mb para funcionar correctamente).
Usando el solver Sparse, necesita mucha menos memoria.
3.3.9 Postproceso
La parte del programa dedicada a visualizar los resultados del análisis se
llama Postproceso. Cuando el cálculo ha acabado, para entrar en el
postproceso y buscar automáticamente los datos, seleccione:
Files->Postprocess
Para ejecutar la operación correctamente, es necesario tener el modelo
cargado dentro del preproceso antes de ir al postproceso.
Seleccione la vista: Vista estilo Body bound aún no está seleccionada.
Con este tipo de vista, Contour fills en las láminas se visualizan mejor.
3.3.10 Visualización de los Ejes Locales
Es la primera comprobación que se tiene que hacer para ver si los ejes
locales de cada elemento de la lámina son los mismos que se han
supuesto cuando se han asignado las propiedades. Seleccione:
View results -> Local axes

42 Visualización de los Ejes Locales
El eje local X' está dibujado en color azul, el eje Y' en rojo y el Z' en
verde.
Si son diferentes de lo que se ha previsto, diríjase a la parte de
preproceso, cambie las propiedades necesarias y calcule de nuevo.
Nota: Es posible introducir un factor diferente para cambiar el tamaño del
despliegue de los ejes. Introduzca el nuevo factor en la línea de
comando y seleccione Enter. Comprobar Window->View
Results -> Display Vectors -> Local axes para diferentes visualizaciones
de estilos. Compruebe entonces style -> Boundary.
3.3.11 Deformación de la estructura
Para visualizar la deformación de la estructura compruebe:
View results -> Deformed

RamSeries
43
Para desactivar la vista deformada, seleccione:
View results->No results
La deformación de la estructura está en la ampliación del dibujo de factor
de magnificencia se calcula automáticamente y se escribe en el mensaje
de la ventana de GiD. Para cambiar el factor, escriba un nuevo factor en
la línea de comandos y presione Enter. Compruebe en
Windows->Deform mesh otras formas para cambiar el factor y
visualizarlo. Compruebe también para cambiar la visualización del estilo
antes de aplicar la deformación.
3.3.12 Contour fill de los desplazamientos
Otra forma de ver la magnitud de la deformación de la lámina es:
View Results->Displacements->Z

44 Contour fill de los desplazamientos
Para ver los valores numéricos de la deformación seleccione:
Label -> All in -> Results ó
Label -> Select -> Results (y seleccione varios nodos en la malla)
En el menú que aparece cuando se selecciona el botón derecho sobre la
pantalla ó en la vista del menú. Efectúe los zooms apropiados para
visualizar las propiedades de los valores. Por defecto las unidades están
en metros.

RamSeries
45
Para quitar los rótulos, seleccione:
Label -> Off
Para ver otros componentes del desplazamiento, seleccione:
View results -> Displacements X, Y or Z
3.3.13 Visualización de las fuerzas
Todas las fuerzas están representadas en relación con el sistema del eje
local de cada lámina (exceptuando las fuerzas en el eje principal). La
visualización generalmente será con Contour Fill de cada componente de
la fuerza, aunque hay otras formas de visualizarlos. Para ver el valor
numérico de la fuerza que se ha visualizado, seleccione:
Label -> All in -> Results
Label -> Select -> Results (y selecciona varios puntos Gauss dentro de
los elementos de la malla)
Para esconder los resultados numéricos, seleccione:
Label -> Off
Ambos comandos se encuentran en el menú que aparece al seleccionar
en la pantalla con el botón derecho del ratón.
Las fuerzas son las siguientes:
Nombre
Unidades por
defecto
Notas

46 Visualización de las fuerzas
Fuerza axial N , N , N x' y' x'y'
N/m Fuerza axial
en todo el
espesor de la
lámina por
unidad
anchura de la
lámina
Impulso M , M , M x' y' x'y'
N·m/m Impulso por
unidad
anchura de la
lámina
Corte Q , Q x' y'
N/m Fuerza
cortante por
unidad
anchura de la
lámina
El criterio de signos para estas fuerzas es:
Nota: Observe que impulso M está contenido dentro del plano X'Z'. Este
x
criterio es diferente del criterio de fuerza en vigas ó en prescripciones,
donde la rotación en X' es la única que rota alrededor del eje X'. El
criterio de rotación del eje para el impulso de la lámina le viene dado del
criterio de este caso, sólo hay dos rotaciones en la lámina, esta selección

RamSeries
47
parece apropiada. Para las rotaciones en 3D, como hay 3, es necesario
usar el otro criterio.
Como ejemplo, este es el impulso M x'
en la lámina:
3.3.14 Definición por el usuario de los límites de Contour Fill para
fuerzas
Es bastante habitual que haya concentraciones locales de fuerzas cerca
de los puntos de prescripciones o cerca de las fuerzas nodales. En estos
casos, la escala de color no tiene suficiente contraste en el resto de
evitarlo, es posible cambiar los límites de los valores de contour fill. Las
zonas de la lámina que tienen valores más altos que el límite máximo ó
menores que el mínimo, aparecerán en negro o el color que defina el
usuario.
Para definir el límite máximo y mínimo, seleccione:

48 Definición por el usuario de los límites de Contour Fill para fuerzas
Esto es posible utilizando:
Options -> Contours -> Define limits
3.3.15 Impulso principal
Las mismas ideas que se han aplicado para la Fuerza principal axial se
han aplicado al impulso. En este caso, para mostrar impulso principal,
seleccione:
View results -> Main momentus -> M11 or M22
Para ver los ejes locales del impulso principal (que son diferentes de los
de la Fuerza principal axial) seleccione:
View results -> Main momentus -> Local axes
3.3.16 Fuerza principal axial
Siguiendo la teoría de la elasticidad, la fuerza axial se representa dando
'Y' por este tensor:

RamSeries
49
Esto siempre es posible para encontrar otra base X''Y'' donde el tensor
se representa como:
Estos son los valores propios de la matriz y de la nueva base que se ha
hecho con los eigenvectors. Los valores representan el máximo y el
mínimo valor axial para cada punto de la lámina.
Es posible ver estos valores con:
View results -> Main axial force -> both
Nota: Como el sistema de ejes local de la fuerza principal de ejes cambia
de elemento a elemento, en algunos casos donde este cambio es
demasiado grande la suavidad en el contour fill no se produce. Por este
motivo, se pueden apreciar algunas discontinuidades en los resultados.

50 Corte principal
3.3.17 Corte principal
Las fuerzas de corte no siguen el mismo punto de vista que el tensor,
porque tienen dos fuerzas, una para cada eje local. Entonces pueden
estar representadas en cualquier sistema local de ejes, es posible ver en
ramseries el corte representado en la misma base del eje local como el
Impulso principal. Para ejecutar, seleccione:
View results -> Main momentus -> Qm1 or Qm2
3.3.18 Reacciones
Estas son las reacciones que aparecen en las prescripciones. Todos los
nodos que no tienen prescripción tienen una reacción nula. Por defecto
las unidades están en Newtons.
View results -> Reactions -> Force
Si se despliegan los rótulos, aparecen cuatro números. Los tres primeros
son la reacción del vector y el último es el módulo de este vector.

RamSeries
51
3.3.19 Impulso de reacción
Este es el impulso de reacción. Está expresado como un vector que
muestra el eje de rotación y un módulo que significa el total de defecto
las unidades están en Newton · metro.
View results -> Reactions -> Momentus
3.3.20 Referencia para otras opciones y capacidades
Las siguientes secciones explicarán algunas capacidades adicionales del
apartado de preproceso, así como información más detallada de varias
soluciones.
3.3.21 Unidades
Por defecto el sistema de unidades para Ramseries es el Sistema
Internacional (SI). Estas son:
Fuerzas en Newton (N)
Longitudes en metros (m)
La unidad derivada es Pascal (Pa), donde Pa=N/m 2
Estas unidades deben cambiarse en varias partes del programa. Cada
ventana que pregunta por los datos de las prescripciones, cargas o
propiedades tiene un campo para seleccionar las unidades para esta
ventana. Las unidades seleccionadas sólo son aplicables en los datos
adjuntos en la misma ventana.
Las unidades en las que están expresadas las coordenadas del modelo
geométrico se seleccionan en la ventana de Problema:
Data -> Problem data -> Units -> Mesh units
Las unidades en las que están expresados los resultados del análisis se
pueden seleccionar en:
Data -> Problem data -> Units -> Results units
Otras unidades predefinidas que se pueden seleccionar son:

52 Unidades
Fuerzas: Kilogramo-fuerza (kp)
Longitudes: centímetro (cm), milímetro (mm)
Las unidades del resultado se pueden expresar como:
N-m donde:
Desplazamientos están en m
Fuerzas están en N/m ó N·m/m
Tensiones están en Pa= N/m 2
N-mm donde:
Desplazamientos están en mm
Fuerzas están en N/mm ó N·mm/mm
Tensiones están en N/mm 2
Kp-cm donde:
Desplazamientos están en cm
Fuerzas están en Kp/cm ó Kp·cm/cm
Tensiones están en Kp/cm 2
KN,m,Mpa donde:
Desplazamientos están en m
Fuerzas están en kN/m ó kN·m/m (kN=10 3 N)
Tensiones están en Mpa=10 6 Pa
Nota: Las unidades en este sistema no forman un sistema compatible.
3.4 Análisis de un par de vigas con lámina
Este ejemplo analiza un pórtico espacial que soporta una lámina con un
agujero.

RamSeries
53
Para una referencia básica, este ejemplo se puede encontrar en la
distribución, directorio Examples/RamSeries con el nombre
manual-beam-shell-ex3.gid
3.4.1 Ideas generales
El análisis de un par de vigas y el de la lámina es bastante similar al
análisis de vigas y láminas por separado. Algunos puntos a tener en
cuenta son:
Las vigas y las láminas deben repartir los puntos de conexión cuando
la conexión física necesita estar definida. También, una viga que su
contorno de lámina debe estar representado con una línea que es el
contorno de la superficie.
Si una viga está representada mediante una línea que es contorno de
una superficie que representa una lámina, la línea no se enmallará,
por defecto, con los elementos de viga. Es necesario explícitamente
que se diga a GID que lo enmalle. Para realizar esto, utilice:
Meshing -> Mesh criteria -> Mesh ->lines
Y seleccione las líneas que representan estas vigas.
No ha aceptado enmallar los elementos mezclados con elementos

54 Ideas generales
cuadráticos. Por lo que se deben utilizar elementos lineales. Es
aconsejable seleccionar Internal 6-noded elements para tener mayor
precisión en el análisis de la lámina.
Para las vigas que tienen contorno en la superficie de la lámina, es
necesario enmallar tantos elementos como contornos de los
elementos del triángulo. Entonces, cada viga se subdividirá en varias
líneas de elementos. En estos casos, es mejor usar un pequeño
número para res granularity. Para el ejemplo 2 ó 4.
Los resultados se visualizarán en el mismo camino que ambos análisis
hacen.
3.4.2 Resultados del ejemplo del par de vigas y láminas
Los siguientes dibujos tienen varios resultados para el análisis definido:
Impulso M x'
en '
en las vigas

RamSeries
55
Torsor en las vigas
3.5 Análisis dinámico de una estructura de un par de vigas y lámina
Este ejemplo realiza un análisis dinámico de la estructura del ejemplo
previo.
Para una referencia básica, este ejemplo se puede encontrar en el
directorio de distribución Examples/RamSeries. El archivo se llama
manual-dynamic-ex6.gid

56 Análisis dinámico de una estructura de un par de vigas y lámina
Este ejemplo utiliza los mismos materiales y
prescripciones como el ejemplo anterior:
desplazamientos de
3.5.1 Cargas dinámicas
Una cara de la lámina sostiene un peso distribuido de 1000 N/m a lo
largo del eje negativo de X. Por lo tanto, se utilizará el escenario Dyn.
Shell Face Load.

RamSeries
57
3.5.2 Datos del problema
En este ejemplo la información de los datos del problema es similar al
ejemplo anterior. Se requiere información para el análisis dinámico que
se describe en la opción de análisis:
3.5.3 Resultados del ejemplo Análisis dinámico de una estructura
de un par de vigas y lámina
Los siguientes dibujos muestran varios resultados del análisis que se
describe:

dos del ejemplo 58 Análisis dinámico de una estructura de un par de vigas y lámina
Vibraciones Modelo
1
3.04 Hz
Vibraciones Modelo
2
4.04 Hz
Vibraciones Modelo
3
19.33 Hz
Desplazamientos después de 5 seg.

RamSeries
59
Impulso M x'
en la lámina después de 5 seg.
3.6 Análisis de un sólido
El ejemplo que muestra el análisis de sólidos será un voladizo con
sección variable.
Para una referencia básica, este ejemplo se puede encontrar en la
distribución, directorio Examples/RamSeries con el nombre

60 Análisis de un sólido
manual-solid-ex4.gid
El primer paso es crear la geometría. Se puede definir usando los
comandos del preprocesador de GiD descrito en el manual de GiD. El
modelo final estará compuesto por 1 volumen, 6 caras, 12 líneas y todos
estos puntos de conexión. Algunos de los comandos más usuales, son:
Geometry->Create->Line
Geometry->Create->NURBS surface->By contour
Geometry->Create->Volume-> By contour
Cuidando que la posición de la estructura relacionada con los ejes
locales sea como en el dibujo. Entonces, será fácil seguir el ejemplo. Los
ocho puntos serán:
A 0.000000 0.000000 0.000000
B 5.000000 0.000000 0.000000
C 5.000000 0.500000 0.000000
D 0.000000 0.500000 0.000000
E 0.000000 0.000000 1.000000
F 5.000000 0.000000 0.500000
G 5.000000 0.500000 0.500000
H 0.000000 0.500000 -1.000000
Después de creada la geometría la ventana de GiD será similar a ésta:

RamSeries
61
3.6.1 Cargando el análisis de SÓLIDOS
Para cargar el problema tipo ramseres, seleccione:
Data->Problem type->RamSeries
Si ramseries no aparece en el menú, es que aún no está instalado.
Remítase a las instrucciones de instalación de ramseries para ejecutar
esta acción.
Nota: El tipo de problema ramseries se puede cargar antes ó después de
la creación de la geometría.
Para este tipo de problema, el análisis de Sólido puede elegirse desde:
Data -> Start Data

62 Cargando el análisis de SÓLIDOS
Y también desde:
3.6.2 Propiedades del sólido
Para asignar la sección y propiedades de la materia para el sólido
seleccione:
Data->Conditions->Properties
Seleccione la condición sobre volúmenes: Solid.

RamSeries
63
Para asignar las propiedades al sólido, los valores son:
Las unidades se tratarán con más detalle en otra sección.
E es el módulo de Young (4.32 e8 N/m 2 )y nu es el coeficiente Poisson
con valor 0.3 en este caso (no es dimensional)
El Peso Específico es el propio peso del sólido (80000 N/m 3 ). El peso
se considera en la dirección de la gravedad, que se definirá más tarde.
Cuando se han introducido los valores, la condición debe asignarse al
volumen que define el sólido.
Las condiciones que se han asignado se pueden visualizar con el botón
de Draw en la ventana de condiciones.
3.6.3 Restricciones de desplazamiento
Las restricciones para sólidos se deben aplicar tanto para puntos, líneas
ó superficies. En este ejemplo, las restricciones se aplican en una
superficie del contorno del sólido.

64 Restricciones de desplazamiento
La condición debe asignarse a la cara vertical con el mínimo valor de X.
En el campo del ejes locales, la opción GLOBAL significa el orden
relacionado a los ejes globales del problema, que se utiliza en este caso.
Los ejes locales que se seleccionan para prescribir el desplazamiento en
la dirección no coincidente con ningún otro eje global. La parte de los
valores de la condición se usa para ordenar un total fijo de
desplazamientos. Por defecto, las unidades son metros para X, Y y
desplazamientos de Z. En este caso, el orden de los desplazamientos,
es cero.
Las Restricciones X, Y y Z se refieren a los desplazamientos a lo largo
de los ejes.Lso signos son como sigue:

RamSeries
65
Z
Z disp.
Y
Y disp.
X disp.
X
3.6.4 Cargas puntuales
Los puntos B y C en el sólido tienen una carga puntual del 100000 N
cada uno en la dirección negativa de Z. Así se utilizará Point Load.
Esta condición se asignará a los puntos B y C.
3.6.5 Carga del propio peso
Para considerar el propio peso de la viga, es necesario asignar la
condición peso propio al volumen.

66 Carga del propio peso
El peso propio se calcula en relación con la propiedad del propio peso y
la dirección de la gravedad, definida en la siguiente sección.
3.6.6 Datos del problema
Esta es la información necesaria para el análisis y no es relativa a la
geometría.
Mesh Units son las unidades en las que están
representadas las
coordenadas de la geometría y Results Units son las unidades que se

RamSeries
67
usan para representar los resultados del análisis.
Los tres componentes de la gravedad definen un vector, que estará
normalizado dentro de ramseries, y representa la dirección de la
gravedad si se considera su propio peso. En este caso, apunta al eje
negativo de Z.
Con type, el solver del sistema de ecuaciones que se usó internamente
se ha seleccionado. Las opciones son:
Automatic: El programa selecciona el mejor solver dependiendo del
tamaño del problema. Para los problemas pequeños se usará y para
los grandes se usará
Skyline: Se utiliza el solver Txolesky con almacenamiento de la matriz
skyline. Es un solver directo que requiere una gran cantidad de
memoria. La ventaja es que siempre da una solución si el problema se
define correctamente. Si hay diferentes casos de carga, el solver
directamente puede guardar mucho tiempo de proceso.
Sparse : Utiliza un solver de gradiantes conjugados con
almacenamiento sparse. Este es un solver iterativo que requiere
mucha menos memoria que uno directo. Puede que no converja en
algunos casos. Si no da una solución, después de comprobar la
definición del problema, pruebe con el solver Skyline. Si se comprueba
esta opción, varios parámetros pueden modificarse:
Tolerancia del Solver: Cuando el proceso de iteración del solver alarga
esta tolerancia, el solver se parará.
Mínima tolerancia del Solver: Si el solver llega a este máximo número
de iteraciones, esta tolerancia decidirá si los resultados se aceptan.
Max. iteraciones: máximo número de iteraciones permitidas al solver.
Smooth per material: Cuando se mezclan dos materiales muy
diferentes, como acero y hormigón, las tensiones no son continuas entre
los materiales. Entonces, es necesario seleccionar esta opción para ver
el salto de las tensiones entre el contorno de los dos materiales.

68 Generación de malla
3.6.7 Generación de malla
Ramseries acepta 4-noded and 10-noded tetraedros como elementos
que definen el sólido. Esto, es posible para enmallar los volúmenes con
cualquier tetraedro Normal ó Cuadráticos (ver Meshing->Quadratic
Elements).
Se utilizará siempre tetraedros cuadráticos excepto cuando, debido a la
complejidad de la geometría, el mínimo del total de nodos es demasiado
grande para la capacidad del ordenador. Estos dan mucha más precisión
en los resultados para el mismo total de nodos.
Si se utilizan muchos elementos para enmallar la geometría, se obtendrá
más exactitud en los resultados. Al mismo tiempo, se necesita mucho
tiempo de proceso de ordenador y de memoria RAM. Seleccione
Calculate->View process info después de hacer un análisis preliminar,
para obtener información de los requisitos de la memoria y el tiempo que
se necesita de ordenador.
También es interesante para enmallar los pequeños elementos en las
zonas del sólido que tendrá un gradiante mayor en los resultados.
Para estimar la precisión de los resultados referidos al número de nodos
en la malla y en el tipo de tetraedros, comprobar el test de gráficos que
se adjunta en las siguientes secciones.
Para obtener los tamaños deseados de los elementos, utilizar las
opciones de GiD para controlar el tamaño de malla, como:
Meshing->Assing unstr. Sizes->Points
Meshing->Assing unstr. Sizes->Lines
Meshing->Assing unstr. Sizes->Surfaces
Meshing->Assing unstr. Sizes->By cordal error
Para generar la malla, usar:
Meshing->Quadratic elements->Quadratic

RamSeries
69
Meshing->Generate 0.2
En este modelo, se utilizan tetraedros de 10 nodos y por defecto 0.2 es
el tamaño seleccionado para los elementos. El total de nodos es 3056 y
el total de tetraedros es de 1702.
3.6.8 Cálculo
Si el modelo aún no se ha grabado, seleccione:
Files->Save
Y dar un nombre al modelo.
Para comenzar el análisis seleccione:
Calculate->Calculate
El análisis discurre en un proceso aparte. Entonces, es posible continuar
trabajando con GiD o salir del programa. Cuando ha acabado el análisis,
aparecerá una ventana notificándolo. Si no ha sido satisfactorio, una
ventana mostrará el error que debe solucionarse. Corregir el error y
continuar.
Es posible, cuando el proceso se está efectuando, visualizar alguna
información sobre su evolución. Seleccione:
Calculate->View process info
Para conseguirlo. La información más importante que se puede obtener
en esta ventana es el total de memoria RAM, expresada en Megabytes,
necesaria para el solver. El total de memoria que se requiere para el
código de análisis es bastante grande. Para el solver skyline, el total es
sobre un 10% más. Para el solver Sparse, es sobre el doble de memoria.
Estos datos dan una idea del mayor problema añadido para solucionar
en un ordenador.
Este análisis específico necesita sobre unos 30Mb de memoria RAM
para ejecutar directamente en el solver. En el solver de gradiantes
conjugados, puede utilizar sobre 180 iteraciones para acabar y mucha

70 Cálculo
menos memoria.
3.6.9 Postproceso
La parte del programa dedicada a visualizar los resultados del análisis se
denomina Postproceso. Una vez el cálculo ha acabado, para entrar en la
parte de postproceso y cargar automáticamente los resultados,
seleccione:
Files->Postprocess
Para realizar la operación correctamente, es necesario tener el modelo
cargado dentro de la parte del preproceso antes de ir al postproceso.
Seleccione la vista: Estilo de vista Cuerpo Delimitado si no está aún
seleccionado. Con este tipo de vista, Contour fills en los sólidos se
visualizan mejor.
3.6.10 Deformación de la estructura
Para visualizar la deformación de la estructura, seleccione:
View results -> Deformed

RamSeries
71
Para desactivar la deformación de la vista, seleccione:
View results->No results
La deformación de la estructura está ampliada en el dibujo de factor de
amplitud está automáticamente calculado y escrito en el mensaje de la
pantalla de GiD. Para cambiar el factor, escribir un nuevo factor en la
línea de comandos y presionar Enter. Seleccione en Windows->Deform
mesh para otras formas de cambiar este factor y para visualización.
Compruebe también el cambio de estilo de visualización antes de aplicar
la deformación.
3.6.11 Contour fill de los desplazamientos
Otro camino para ver la magnitud de la deformación de un sólido es:
View Results->Displacements->|Displacements|

72 Contour fill de los desplazamientos
Para ver los valores numéricos de la deformación seleccione:
Label -> All in -> Results ó
Label -> Select -> Results ( y seleccione varios nodos en la malla)
En el menú aparece cuando seleccionamos en la pantalla con el botón
derecho del mouse, Hacer los zooms apropiados para visualizar las
propiedades de los valores. Por defecto las unidades están en metros.
Para suprimir los marcadores, seleccione:

RamSeries
73
Label -> Off
Para ver otros componentes del desplazamiento, elija:
View results -> Displacements X, Y or Z
3.6.12 Visualización de fuerzas
Todas las fuerzas están representadas en el sistema de ejes global del
modelo (exceptuando Von Misses que no depende de los ejes). La
visualización será general con Contour Fill para cada componente de la
fuerza aunque existen otros caminos para visualizarlas. Para ver los
valores numéricos de las fuerzas que se han comenzado a visualizar,
seleccione:
Label -> All in -> Results
Label -> Select -> Results (y seleccione varios nodos para la malla)
Para ocultar los resultados numéricos seleccione:
Label -> Off
Ambos comandos se pueden encontrar en el menú que aparece cuando
seleccionamos en la pantalla con el botón derecho del mouse.
Las fuerzas son las siguientes:
Nombre
Unidades por
defecto
Notas
Fuerzas
normales
Sx,Sy,Sz N/m 2 También
llamadas
σ x
σ y
σ z
son
las presiones
para cada eje
global

74 Visualización de fuerzas
Fuerzas
Tangenciales
Txy, Txz, Tyz N/m 2 También
llamadas
τ xy
τ xz
τ yz
Presiones
principales
Si, Sii, Siii N/m 2 Presiones
principales
expresadas en
el eje principal
El criterio de signos para estas fuerzas es:
Z
sz
tzx
tzy
tyz
txz
tyx
sy
dz
sx
txy
dx
Y
X
dy
Como ejemplo, este es el s x
fuerza en el sólido:

RamSeries
75
3.6.13 Definición por el usuario de los límites de Contour fill para
fuerzas
Es bastante usual que existan concentraciones locales de fuerzas cerca
de los puntos de las prescripciones o cerca de las fuerzas nodales. En
estos casos, la escala de color no tiene bastante contraste en el resto del
sólido. Para evitarlo, es posible cambiar los límites de los valores del
contour fill. Las zonas del sólido que tienen valores mayores que el límite
máximo o menores que el mínimo, aparecerán en negro o en el color que
el usuario defina. Para definir el límite máximo y mínimo seleccione:

76 Definición por el usuario de los límites de Contour fill para fuerzas
También es posible utilizar:
Options -> Contours -> Define limits
3.6.14 Presiones principales
Siguiendo la teoría de la elasticidad, las fuerzas en un volumen
diferencial pueden expresarse en ejes globales mediante este tensor:
Siempre es posible encontrar otra base X'Y'Z', diferente para cada nodo,
donde el tensor está representado como:
Estos son los valores propios de la matriz y la nueva base se ha hecho
con "eigenvectors. Estos valores representan el máximo y el mínimo de
valores de fuerza para cada punto del sólido.

RamSeries
77
Es posible ver estos valores con:
View results -> Strengths -> Si-strengths
ó Sii-strengths or Siii-strengths
3.6.15 Von Misses
Von Misses es una tensión escalar que da un significado al valor de
todas las fuerzas en un punto dado del sólido. Se puede comparar con el
máximo aceptable de fuerzas para este material. Esta expresión viene
dada por:
Para ver el contour fill de este valor, seleccione:
View results -> Von Misses

78 Von Misses
Nota: El valor máximo para visualizar se ha seleccionado manualmente
a 2.1e7 para apreciar un buen contraste en los colores. Las zonas que
tienen más valores Von Misses (cerca de la aplicación de los puntos de
carga), están marcados en negro. Check Options->Contours->Define
limits.
3.6.16 Reacciones
Estas son las reacciones que aparecen en las prescripciones. Todos los
nodos que no tienen prescripciones tendrán una reacción nula. Por
defecto las unidades están en Newtons.
Para ver la reacción de los vectores, seleccione:
View results -> Reactions->Force
Considere también las posibilidades:
View results->Reactions->Compose or Force x …

RamSeries
79
Si los marcadores están visibles, aparecerán cuatro números. Los tres
primeros son la reacción del vector y el último es el módulo de este
vector.
3.7 Análisis de un edificio de hormigón
Este ejemplo consistirá en el análisis de un edificio simple de hormigón
armado introduciendo los conceptos de combinación de casos de carga y
el concepto de dimensionamiento del hormigón.

80 Análisis de un edificio de hormigón
Para una referencia básica, este ejemplo se puede encontrar en la
distribución, directorio Examples/RamSeries con el nombre
manual-concrete-ex5.gid
El primer paso es crear la geometría. Se puede definir usando los
comandos de preproceso de GiD. Los siguientes comandos pueden ser
útiles:
Geometry->Create->Line
Utilities->Copy->Translation (Hacer líneas extrude)
Geometry->Create->NURBS surface->By contour
View->Rotate->Trackball (o presionar botón derecho del mouse en GUI)
View->Render->Smooth
El modelo final estará compuesto de 8 caras, 22 líneas para los soportes,
28 líneas para los contornos de las vigas, 8 líneas interiores de ayuda
(no "enmalladas) y todo conectado. Con cuidado de posicionar dicha
estructura en los ejes globales como se muestra en el dibujo. Entonces,
será fácil seguir el ejemplo. Los seis puntos que definen la proyección
base del edificio son los siguientes:
A -5,0,0
B 12,0,0
C 12,5,0
D 5,5,0
E 5,11,0
F -5,11,0
Es interesante y conveniente subdividir las entidades geométricas dentro
de varias capas. Esto ayudará a asignar las propiedades y visualizar
fácilmente los resultados. Las capas seleccionadas podrían ser:

RamSeries
81
Para transferir las entidades geométricas a una capa, seleccione con el
botón entities en la ventana de capas.
Después de haber creado la geometría, la ventana de GiD será similar a
ésta:

82 Ejes globales y locales para vigas
3.7.1 Ejes globales y locales para vigas
El modelo se ha creado con relación al sistema de ejes globales XYZ
que es el único para el problema. Pero cada viga debe tener su propio
sistema de ejes X'Y'Z' para:
1 Diríjase a la sección de propiedades Módulos de inercia ó espesor y
altura de este sistema.
2 Alguna de las cargas (que tienen el prefijo Local) también está
relacionada a este sistema.
3 Los resultados de las fuerzas sobre las vigas se refieren a este
sistema local de ejes.
La principal propiedad de este sistema es que el eje local X' debe tener
la misma dirección que la viga.
Global axes system
Z
Y
Y
Beam
X
Z
X
Local axes system
Los caminos para definir los sistemas locales de ejes son:
1 Por defecto. El programa asigna diferentes sistemas de ejes para
cada viga con los siguientes criterios:
El eje X' tiene la dirección de la viga.
Si el eje X' tiene la misma dirección que el eje global Z, el eje Y' tiene
la misma dirección que el global X. Si no, el eje Y' se calculará como si
fuese horizontal (ortogonal a X' y Z)
El eje Z' es la intersección producto del eje X' y el eje Y'. Esta intentará
tener el mismo sentido que el eje global Z (el punto resultante de los
ejes Z y Z' será positivo ó cero).

RamSeries
83
Nota: La idea original es que las vigas verticales tienen el eje Y' en la
dirección de global X. Todas las otras vigas tienen el eje Y' horizontal y
con el eje Z' señalando.
2 Automático. Similar al anterior pero el sistema de ejes local se asigna
automáticamente a la viga mediante GiD. La orientación final se puede
comprobar con de Ejes Locales en la ventana de las condiciones de
GiD.
3 Automático alt. Parecida a la anterior pero se da una propuesta
alternativa al sistema de ejes locales. Generalmente, los usuarios
suelen asignar Automatic a los ejes locales y los comprueban,
después de esta asignación, con la opción de Dibujo de ejes locales.
Si se desea un sistema de ejes diferente, normalmente rota 90 grados
desde el primero, entonces es sólo es necesario asignar de nuevo la
misma condición para las entidades con alt seleccionada.
4 Definido por el usuario. Los usuarios pueden crear diferentes
nombres de diferentes sistemas locales de ejes con el comando GiD:
Data->Local axes->Define
y con los diferentes métodos que se pueden seleccionar aquí. Los
nombres de los ejes locales definidos se pueden añadir al menú donde
los ejes Locales se seleccionan.
Nota 1: ramseries intenta corregir el sistema de ejes locales X' que no
señala en la dirección de si el eje local X' es ortogonal a la dirección de la
viga.
Nota 2: El final del sistema local de ejes para cada viga se puede
visualizar en el estado de postproceso. Es conveniente comprobar la
corrección de estos sistemas después de que se haya realizado el
cálculo.

84 Ejes globales y locales para láminas
3.7.2 Ejes globales y locales para láminas
El modelo ha sido creado con relación a un sistema de ejes globales
XYZ que es único para el problema entero. Cada elemento de la lámina
debe tener su propio sistema local de ejes X'Y'Z' para:
1 Diríjase a la sección de este sistema de propiedades como ortotropía.
2 Alguna de las cargas (que tienen el prefijo Local) se refieren también a
este sistema.
3 Los resultados de las fuerzas sobre la lámina se relacionan con el
sistema local de ejes.
4 La dimensión del acero en las láminas de basa en las direcciones de
X' e Y'.
La principal propiedad de este sistema local de ejes es que el eje local Z'
debe tener la misma dirección que el normal del elemento.
Global axes system
Z
Y
Local axes system
Z
Y
X
Shell element
X
Los caminos para definir el sistema local de ejes son:
1 Por defecto. El programa asigna a los diferentes sistemas de ejes
locales de la lámina el siguiente criterio:
Siendo N el elemento unitario normal de la lámina, U el vector (0,1,0) y
V el vector (0,0,1). Entonces:
El eje Z' tiene la dirección y sentido de N.
Si N

RamSeries
85
N(VxN)
El eje Y' será la cruz producto del eje Z' y el eje X'.
Nota: Intuitivamente, este sistema local de ejes está calculado como si
los elementos que están contenidos próximos en el plano XY, el eje local
X' señalara hacia el eje global X. Sino, este eje X' se obtiene como
ortogonal al eje global Z y al eje local Z'.
2 Automático. Similar al anterior pero el sistema de ejes locales se
asigna automáticamente a la lámina mediante GiD. La orientación final
puede comprobarse con de ejes locales en la ventana de condiciones
de GiD.
3 Automático alt. Parecido al anterior pero una propuesta alternativa a
los ejes locales que se dan. Generalmente, los usuarios suelen
asignar Automático a los ejes locales y lo comprueban, después de
asignar, con de ejes locales. Si se desea un sistema diferente de ejes
locales, generalmente rota 90 grados desde el primero, entonces sólo
es necesario asignar de nuevo la misma condición a las entidades con
alt.
1 Usuario definido. Los usuarios pueden crear diferentes nombres de
sistemas locales de ejes con el comando GiD:
Data->Local axes->Define
y con los diferentes métodos que se pueden seleccionar aquí. Los
nombres de los ejes locales definidos se pueden añadir al menú donde
los ejes locales están seleccionados en la ventana de condiciones.
Nota 1: ramseries intenta corregir el sistema de ejes locales Z' que no
señala en la dirección del normal del elemento. Fracasará si el eje local
Z' es ortogonal a la dirección del normal.
Nota 2: El sistema local de ejes final para cada elemento de la lámina se
puede visualizar en el estado de postproceso. Es conveniente comprobar
la corrección de estos sistemas después de realizar el cálculo.

86 Propiedades de soporte
3.7.3 Propiedades de soporte
Para asignar las propiedades al soporte, desconectar todas las capas,
exceptuando la capa pilares. Entonces seleccione:
Data->Concrete properties->Concrete rec section
y asigne todas las líneas activas.
3.7.4 Propiedades de las vigas del contorno
Para asignar las propiedades de las vigas del contorno, desconectar las
capas excepto la de vigas de borde. Seleccione:
Data->Concrete properties->Concrete rec section

RamSeries
87
Y asigne todas las líneas activas. Para comprobar que los ejes locales
son los correctos, seleccione:
Draw->This concrete rec section->Include local axes
En la ventana de propiedades.
Como las líneas que han definido estas vigas son el contorno de las
caras, estas no están enmalladas por defecto. Para forzar esta malla,
seleccione:
Meshing->Mesh criteria->Mesh->Lines
Y seleccione todas las líneas activas.
3.7.5 Propiedades de la lámina
Propiedades de la lámina
Para asignar la sección y
seleccione:
propiedades del material a la lámina,
Data->Concrete properties->Concrete shell

88 Propiedades de la lámina
Para asignar las propiedades a la lámina, los valores son:
El sistema de ejes locales Automatic se ha seleccionado. Siguiendo
el criterio dado antes, el eje X' señalará hacia el eje global positivo Y.
El eje Z' será normal a los elementos e Y' estará contenido en el plazo
XZ.
Las unidades se tratarán con más detalle en otra sección.
Espesor, es la anchura de la lámina en la dirección ortogonal hacia la
cara de este caso el valor es .
Tipo de hormigón es HA-25. Significa que esta resistencia
característica es 25N/mm 2 .
Una vez que se han completado los valores, la condición se debe
asignar a todas las superficies que definen las láminas.
Las condiciones que han sido asignadas se pueden visualizar con el
botón Dibujo en la ventana de condiciones.
3.7.6 Restricciones de desplazamiento
Las restricciones para láminas también se deben aplicar a los puntos ó
líneas. En este ejemplo, las restricciones se aplican a los 11 puntos que
están en la base de los soportes. Estos puntos tienen prescritos los

RamSeries
89
desplazamientos y las rotaciones.
Si éstos han prescrito desplazamientos, los signos serán los siguientes:
Z
Z disp.
Theta Z
Theta Y
Y disp.
Y
Theta X
X disp.
X
Esta condición está asignada a los 11 puntos que son la base del
edificio. En todos los casos, el orden de desplazamientos y de rotaciones
es cero.
3.7.7 Casos de carga
Cuando se ha crea un nuevo modelo, RamSeries ya tiene definido un
simple caso de carga. Antes de aplicar las cargas, es necesario haber

90 Casos de carga
creado y activado el caso de carga cuando la carga esté incluida. Para
renombrar el primer caso de carga, seleccione renombrar en el siguiente
menú:
Y entre el nombre Peso propio para el nuevo caso de carga simple.
Para crear un nuevo caso de carga, seleccione Nuevo del menú.
Introduzca el nombre Sobrecarga para el caso de carga creado.
Haga el primer caso de carga activo mediante su selección en el menú.
Nota: Seleccione un caso de carga simple desde el menú para hacerlo
activo. Toda nueva carga creada se insertará en el caso de carga activo.
3.7.8 Carga del propio peso
Como queremos incluir esta carga en el caso de carga Peso propio,
antes de aplicar la carga, seleccione este caso de carga en el menú
definido en la sección anterior. Entonces seleccione:
Data->Loads->Self weight beam
Y asigna esta carga a todos los soportes y contornos de viga.
Seleccione:

RamSeries
91
Data->Loads->Self weight shell
Y asignarlo a todas las caras que definen las láminas.
3.7.9 Cargas distribuidas en las láminas
Como queremos incluir esta carga en el caso de carga Sobrecarga,
antes de aplicar la carga, seleccione este caso de carga en el menú
definido en la sección anterior.
La totalidad de la lámina tiene una carga distribuida de 3000 N/m 2 a lo
largo del eje negativo de Z. Por lo que se usará Global Shell Load.

92 Cargas distribuidas en las láminas
Esta condición se asignará a todas las superficies que definen las
láminas.
3.7.10 Casos de carga combinados
Abra la ventana:
Data->Loadcases
Y seleccione Use combined cases.
Ramseries dará diferentes resultados para cada caso de cargas
combinadas. Para cambiar el nombre de uno de los casos de carga,
hacer doble clic sobre ésta y escribir el nuevo nombre. Para añadir una
nueva combinación de casos de cargas, presionar el botón derecho del
mouse y seleccione insert after.

RamSeries
93
El campo ELU no se usa para el análisis. Se usará después, cuando
dimensionando el acero, se decida si esta combinación de casos de
carga es utilizada para calcular la sección contra el colapso ó contra los
estados de servicio, como agrietamiento. Introduzca los coeficientes que
amplificarán las cargas. La combinación de casos de carga que se utiliza
para este problema es:
Combinación
de casos de
carga
Amplificación
factor para
Peso propio
Amplificación
factor para
Sobrecarga
Se usará para
la
comprobación
de la sección
colapsada
Peso
1.0 1.0 NO
propio+sobrecarga
servicio
Peso
1.5 1.6 YES
propio+sobrecarga
último
3.7.11 Datos del problema
Esta es la información necesaria para el análisis y no está relacionado
con la geometría.

94 Datos del problema
Mesh Units son las unidades en las que están representadas las
coordinadas de la geometría y este caso m. Results Units son las
unidades que se utilizan para representar los resultados del análisis. Las
unidades seleccionadas están en KiloNewtons (kN) para fuerzas, metros
(m) para longitudes y MegaPascals (Mpa=N/mm 2 ) para presiones.
Los tres componentes de la gravedad definen un vector, el cual se
normalizará dentro de ramseries y representa la dirección de la gravedad
si el peso propio está considerado. En este caso, señala a la dirección
negativa del eje de Z.
Beam Res granularity significa el número de subdivisiones que tendrá
cada viga para representar los resultados. A más subdivisiones dará
mayor calidad en los resultados de visualización y más espacio en el
disco. Esta opción no permite modificar la precisión del resultado, sólo la
visualización.
Shell res axes permite seleccionar si los resultados de las fuerzas se
mostrarán en los ejes locales, en los ejes principales ó en ambos.
Los ejes locales son los únicos definidos en la sección de propiedades.
Los ejes principales se definirán después. Si no es necesario ahorrar
espacio en el disco, seleccione ambos.

RamSeries
95
Output shell stresses se selecciona, las presiones y Von Misses en
ambos, se calcularán la cara superior e inferior de la lámina.
Output_beams_Maximums Cuando hay más de un caso de carga, es
posible devulever un especial caso de carga que contenga el máximo
para las vigas. Con la opción Automatic, lo devuelve solamente si hay
secciones de acero. Con Always , lo hace si hay más de un caso de
carga.
Shell internal 6-noded elem Si se selecciona, la malla generada como
3-noded triangle elements se calculará internamente como 6-noded
triangles. Da más precisión en los resultados y necesita mucho más
tiempo de ordenador. Se debe utilizar siempre excepto cuando las
fuerzas en el plano de la lámina son dominantes. En este último caso,
ambas opciones son factibles.
Shell smooth res Si se selecciona, ramseries suavizará los resultados
de fuerza donde sea posible. Los resultados del cálculo son fuerzas en el
interior de cada elemento que son discontinuas de un elemento a otro. El
suavizado significa aproximar otros valores a las fuerzas para que estas
sean continuas de un elemento a otro. Esto sólo se hace si la geometría
es suave de por sí de un elemento a otro.
Con la opción Solvertype, se selecciona el solver del sistema de
ecuaciones que se va a utilizar. Las opciones son:
Automatic: El programa selecciona el mejor solver dependiendo del
tamaño del problema. Para problemas pequeños utilice Skyline y para
mayores Sparse
Skyline: Se utiliza el solver Txolesky con un almacenamiento de
matriz skyline, un solver directo que requiere una gran cantidad de
memoria. La ventaja es que siempre da una solución si el problema
está correctamente definido.
Sparse : Utiliza un solver de gradiantes conjugados con
almacenamiento de matriz sparse. Es un solver iterativo que requiere

96 Datos del problema
mucha menos memoria que el directo. Puede no converger en algunos
casos. Si no da una solución, después de comprobar la definición del
problema, intenteló con el solver Skyline. Si se comprueba esta
opción, varios parámetros se pueden modificar.
Tolerancia del Solver: Cuando el proceso de iteración alcanza esta
tolerancia, el solver se parará.
Tolerancia mínima del Solver: Si el solver llega al máximo número de
iteraciones, esta tolerancia decidirá si los resultados se aceptan.
Iteraciones Max.: máximo número de iteraciones permitido para el
solver.
Generalmente, la mejor opción es seleccionar Automatic. Los usuarios
avanzados pueden seleccionar el solver Skyline sino ocupa mucha
memoria y el solver sparse para grandes problemas dependiendo de la
capacidad de
Nota: A veces, el solver iterativo como Sparse no converge para las
láminas. En estos casos, seleccione Skyline.
El análisis tipo debe ser colocado en vigas y láminas.
Consider Beam P-Delta: si se elige esta opción el método de viga
P-delta se aplicará para calcular los efectos de segundo orden para las
columnas.
Con especial cuidado porque uno de los efectos en un mal diseño de la
estructura es que no será posible obtener una solución. El modo de
trabajo recomendado es calcular primero en primer orden y después en
segundo orden. Si las fuerzas se incrementan más de un cierto valor
(20%-30%) se aconseja que se rediseñe la estructura.
3.7.12 Generación de malla
Cuando se combinan vigas y láminas, la opción quadratic se debe
desactivar (Meshing->Quadratic elementos deben "set to Normal). Los
triángulos se enmallan como 3-noded triangles pero se calculará

RamSeries
97
internamente como 6-noded triangles si la opción datos del problema
está activada. Esto es necesario para obtener buenos resultados.
Si se utilizan más elementos para enmallar la geometría, se obtendrá
más exactitud en los resultados. Al mismo tiempo, será necesario más
tiempo de proceso y de memoria RAM. Utilizar Calculate->View process
info después de haber hecho un análisis preliminar para obtener
información de las necesidades de la memoria y del tiempo de proceso
del ordenador.
Es también interesante enmallar pequeños elementos en las zonas de la
lámina que darán grandes desniveles en los resultados.
Para estimar la precisión de los resultados relacionados al número de
nodos en la malla, comprobar los gráficos expuestos en los apéndices.
Para obtener los tamaños deseados en los elementos, utilizar las
opciones de GiD para controlar la medida de la malla como:
Meshing->Assing unstr. Sizes->Points
Meshing->Assing unstr. Sizes->Lines
Meshing->Assing unstr. Sizes->By cordal error
Antes de la generación recodar que para forzar el enmallado de los
contornos de las líneas de la viga es mediante la selección de:
Meshing->Mesh criteria->Mesh->Lines
Y seleccione estas líneas.
Para generar la malla utilizar:
Meshing->Generate 1
En este modelo, el tamaño seleccionado por defecto para los triángulos
es de 1m. La cifra total de nodos es de 381 (1373 después de la
conversión interna a 6-noded triangles).

98 Calcular
3.7.13 Calcular
Si aún no se ha guardado el modelo, seleccione:
Files->Save
Y de un nombre al modelo. Para comenzar el análisis seleccione:
Calculate->Calculate
En análisis se realiza en un proceso aparte. Entonces, es posible
continuar trabajando con GiD o salir del programa. Cuando el análisis ha
finalizado, aparecerá una ventana notificándolo. Si no ha sido
satisfactorio, otra ventana mostrará el error que se debe corregir.
Solvente el error y continué de nuevo. Es posible visualizar, cuando es
proceso está activo, alguna información sobre su evolución. Seleccione:
Calculate->View process info
Para conseguirlo. La información más importante que se puede obtener
en esta ventana es el total de memoria RAM, expresada en Megabytes,
necesaria para el solver. El total de memoria que se requiere para el
código de análisis si es algo mayor. Para el solver skyline, el total de
memoria es sobre un 10% más. Para el solver Sparse, es sobre el doble
de memoria. Este dato da una idea del mayor problema que se puede
resolver en el ordenador.
Este análisis específico necesita sobre 25Mb de memoria para su
realización (sería necesario 64Mb o 96Mb de RAM para realizarlo
correctamente). Utilizando el solver Sparse, necesitaría mucha menos
memoria.
3.7.14 Postproceso
La parte del programa dedicada a visualizar los resultados del análisis se
denomina Postproceso. Una vez que el cálculo ha finalizado, para entrar
en la parte de postproceso y cargar automáticamente los resultados,
seleccione:

RamSeries
99
Files->Postprocess
Para realizar la operación correctamente, es necesario tener el modelo
cargado dentro de la parte de preproceso antes de ir al postproceso.
Seleccione la vista: Estilo de vista Body bound si aún no está
seleccionada. Con este tipo de vista, Contour fills en las láminas estarán
visualizados mejor.
3.7.15 Caso de carga activa
Para seleccionar el caso de carga activa seleccione:
View results->Laodcase->Peso propio+sobrecarga último
Todos los resultados se mostrarán en el caso de carga activo.
Nota: Se puede utilizar la combinación del teclado: Ctrl-1 or Ctrl-2 para
conectar un caso de carga con el otro.
3.7.16 Visualización de los Ejes Locales de la lámina
La comprobación más importante que se debe hacer es ver si los ejes
locales de cada elemento son iguales a los otros supuestos cuando se
asignan las propiedades. Seleccione:

100 Visualización de los Ejes Locales de la lámina
View results -> Local axes
El eje local X' está dibujado en color azul, el Y' en rojo y el Z' en verde.
Si son diferentes de como se suponían, diríjase a la parte de preproceso,
cambie las propiedades otorgadas y calcule de nuevo.
Nota: Es posible introducir un factor diferente para cambiar el tamaño de
los marcadores de los ejes. Entre el nuevo factor en la línea de
comandos y presione Enter. Check Window->View Results -> Display
Vectors -> Local axes para diferentes estilos de visualización.
Compruebe también style -> Boundary.
3.7.17 Visualización de los Ejes Locales de las vigas
Para ver los ejes locales para vigas, seleccione:
View results -> Beam local axes

RamSeries
101
El eje local X' está dibujado en color azul, el eje Y' en rojo y el eje Z' está
en verde.
Si son diferentes de como se esperaba, vaya a la parte de preproceso,
cambie las propiedades y calcule de nuevo.
3.7.18 Deformación de la estructura
Para visualizar la deformación de la estructura, compruebe:
View results -> Deformed

102 Deformación de la estructura
La deformación de la estructura del dibujo está ampliada en la pantalla.
El factor de magnificencia se calcula automáticamente y muestra un
mensaje en la ventana de GiD. Para cambiar el factor, escriba un nuevo
factor en la línea de comandos y presione Enter. Compruebe en
Windows->Deform mesh otras formas para cambiar este factor y para su
visualización. Compruebe si también cambia la visualización del estilo
antes de aplicar la deformación.
Para desactivar la vista deformada, seleccione:
View results->No results
3.7.19 Contour fill de los desplazamientos
Otra forma de ver la magnitud de la deformación de la lámina es utilizar:
View Results->Displacements->Z
Para ver los valores numéricos de la deformación seleccione:
Label -> All in -> Results ó
Label -> Select -> Results (y seleccione varios nodos en la malla)
En el menú que aparece cuando seleccionamos el botón izquierdo del
mouse sobre la pantalla ó en la Vista del menú. Haga los zooms

RamSeries
103
apropiados para visualizar las propiedades de los valores. Por defecto
las unidades están en metros.
Para quitar los marcadores seleccione:
Label -> Off
Para ver otros componentes del desplazamiento, seleccione:
View results -> Displacements X, Y or Z
3.7.20 Visualización de las fuerzas en las vigas
Todas las fuerzas que están representadas tienen relación con los ejes
locales del sistema de cada viga. La visualización está hecha con un
diagrama que estará más separado de la viga como la magnitud de la
fuerza aumente. Estará dibujado en una cara de la viga, dependiendo del
signo. Para ver los valores numéricos de la fuerza que se está
comenzando a visualizar, seleccione:
Label -> All in -> Results
Para ocultar los resultados numéricos, seleccione:
Label -> Off

104 Visualización de las fuerzas en las vigas
Ambos comandos se pueden encontrar en el menú que aparece cuando
seleccionamos con el botón derecho del mouse sobre la pantalla del
menú View.
3.7.21 Impulso en el eje Y'
Este es el impulso que rota alrededor del eje Y'. Por defecto las unidades
están en Newton · metro
View results -> Beam diagrams -> Y' impulso
Options->Line diagrams->Show elevations->Filled line
El criterio de signos para impulso en las vigas es:
Y
Z
X
-
-
+
El diagrama está dibujado en el plazo X'Z' y en la cara de la viga donde
está valores positivos del impulso significan que la tracción está en la
cara Z' (en la cara negativa de Z').

RamSeries
105
Otras fuerzas en las vigas se describen en el capítulo Análisis de la
estructura de una viga.
3.7.22 Visualización de las fuerzas en la lámina
Todas las fuerzas que están representadas tienen relación con el
sistema local de ejes de cada lámina (exceptuando las fuerzas en los
ejes principales). La visualización será general con un Contour Fill de
cada componente de la fuerza aunque existen otros caminos para
visualizarla. Para ver los valores numéricos de las fuerzas que se
comienzan a visualizar, seleccione:
Label -> All in -> Results
Label -> Select -> Results (y varios puntos Gauss dentro de los
elementos de la malla)
Para ocultar los resultados numéricos seleccione:
Label -> Off
Ambos comandos se pueden encontrar en el menú que aparece cuando
seleccionamos el botón derecho del mouse sobre la pantalla.
Las fuerzas son las siguientes:
Nombre
Unidades
seleccionadas
Observaciones
Fuerza axial N , N , N x' y' x'y'
kN/m Fuerza axial
en toda la
anchura de la
lámina por
unidad
anchura de la
lámina

106 Visualización de las fuerzas en la lámina
Impulso M , M , M x' y' x'y'
kN·m/m Impulso por
unidad
anchura de la
lámina
Cortante Q , Q x' y'
kN/m Fuerza
cortante por
unidad por
unidad
anchura de la
lámina
El criterio de signos para estas fuerzas es:
Z
sz
tzx
tzy
tyz
txz
tyx
sy
dz
sx
txy
dx
Y
X
dy
Nota: Véase que M impulso está contenido dentro del plano X'Z'. Este
x'
criterio es diferente del criterio de fuerzas en las vigas ó en las
prescripciones, cuando la rotación en X' es la única que rota alrededor
del eje X'. El criterio de rotación de eje para la el impulso de la lámina
viene dado por el criterio de placa. En este caso, como sólo existen dos
rotaciones en la placa, se busca seleccionar rotaciones en 3D, como hay

RamSeries
107
3, es necesario utilizar otro criterio.
Como un ejemplo, este es el M x'
impulso en las láminas:
3.7.23 Definición por el usuario de los límites de Contour fill para
fuerzas
Es bastante usual que existan localmente concentraciones de fuerzas
cerca de los puntos de prescripciones o cerca de las fuerzas nodales. En
estos casos, la escala de color no tiene bastante contraste con el resto
de evitarlo, es posible cambiar los límites de los valores de contour fill.
Las zonas de la lámina que tienen valores mayores que el límite máximo
o menos que el mínimo aparecerá en negro o en el color que defina el
usuario.
Para definir el máximo y el mínimo de límites seleccione:

108 Definición por el usuario de los límites de Contour fill para fuerzas
También es posible seleccionar:
Options -> Contours -> Define limits
Otras fuerzas en las láminas se describen en el capítulo Análisis de una
estructura de lámina.
3.7.24 Reacciones
Estas son las reacciones que aparecen en las prescripciones. Todos los
nodos que no tienen prescripción tendrán a null reactionUnits son kN.
¿????
View results -> Reactions -> Force

RamSeries
109
Si los marcadores están desplegados, aparecen cuatro números. Los
tres primeros son la reacción del vector y el último es el módulo de este
vector.
Para ver los vectores coloreados se visualiza con la opción:
Options->Vector->Color mode->Color modules
3.7.25 Reacciones Impulso
Esta es expresada como un vector que muestra el eje de rotación y un
módulo que significa el total de defecto las unidades están en Newton ·
metro.
View results -> Reactions -> Momentus
3.7.26 Dimensión del hormigón
Ram Series puede dimensionar el acero necesario para añadir al
hormigón con el fin de resistir las fuerzas que se han calculado. La
dimensión y la comprobación están basada en la regulación española
EHE. Se basa en la comprobación punto por punto. En este sentido,
ningún tipo de tipología estructural se puede analizar. Para comenzar,
seleccione:

110 Dimensión del hormigón
Concrete->Concrete
3.7.26.1 Dimensión de la placa sobre el soporte
Para dimensionar la placa sobre el soporte, seleccione un punto cercano
al soporte y después marcar Sel, en la ventana.
Compruebe si se quiere la dimensión en el eje x', tipología tipo: plate y
entonces seleccione el botón Dimensión

RamSeries
111
Nota: En teoría, será necesario seleccionar el punto exacto sobre el
soporte para dimensionar la práctica, es mejor seleccionar un punto más
alejado, para tener menos fuerza allí y acepta una pequeña plasticidad
en los materiales.
Ram Series muestra una propuesta para armar la sección y el nivel de
seguridad que el metal descrito tiene:
Para modificarlo seleccione el botón transfer (el triáunglo apuntando a la
derecha en la figura) El material propuesto se incluye como un steel
set en el sistema.
Seleccione el metal incluido de la lista y marcar el botón Edit/Ren. Otra
opción es crear un nuevo metal con el botón New. Entonces, cambie
como se ve en la figura:

112 Dimensión de la placa sobre el soporte
Marque Ok y entonces, seleccione la nueva creación steel set y
presione Check. Para ver el cálculo hecho para justificar este metal,
seleccione View Results
Un reporte similar a este será visualizando:
3.7.26.2 Elemento 540
Esfuerzos sobre la sección
Esfuerzo axil Momento (Mx') Cortante
-5.484kN/m -73.0356kN·m/m 3.40121kN/m

RamSeries
113
Propiedades del elemento
Longitud 1m
Coeficientes
adicionales
de
Recubrimiento 4cm
geom.
seguridad
A s,inf
Armadura 1.90
3.93cm 5ϕ10
mínima
2
longitudinal
A 10.6cm 2ϕ10,8
s,sup
2
Armadura
ϕ12
longitudinal
1.07
Recubrimiento d' d' inf sup
Comprobación 1.19
mec.
=4.5cm =4.59cm
fisuración
Tipo de Placa Se
Armadura 1.21
armado considera
arm.
transversal
Coeficiente 1.07
compresión
global
Armadura
transversal
Nota:
coeficiente
A t
A t,min
1e2rϕ
mayor o
8c/10cm
=8.33cm
/m
Sep.
max:
14.7318cm
igual a 1.0
indica
seguridad
en la
estructura
3.7.26.3 Cálculo de recubrimientos geométricos (EHE 37.2.4)
Tipo de exposición: IIb
f ck
=25N/mm 2

114 Cálculo de recubrimientos geométricos (EHE 37.2.4)
Control normal de ejecución
r nom
=r min
+∆r=30+10=40mm
3.7.26.4 Comprobación sección 1
3.7.26.5 Cuantías geométricas mínimas (EHE 42.3.5)
Comprobación para placas.
A = 3.92699cm 2 > 50%·1.8/1000·A =2.07cm 2
s,inf c
A = 10.6186cm 2 > 50%·1.8/1000·A =2.07cm 2
s,sup c
CUMPLE
3.7.26.6 Limitación flexión (EHE 42.3.2)
A > 0.25·W/h·f s,sup·f yd cd
0.00106186·434.783 > 0.25·0.00881667/0.23·16.6667
461.678kN > 159.722kN
CUMPLE
3.7.26.7 Agotamiento frente a solicitaciones normales (EHE 42.1)
Se considera la armadura de compresión para el cálculo.

RamSeries
115
A s,inf
=3.93cm 2 A s,sup
=10.6cm 2
Posición x=0m; Axil=-5.484kN Momento=-73.0356kN·m CUMPLE
3.7.26.8 Fisuración por solicitaciones normales. Compresión (EHE
49.2.1)
N=-3.57977kN M=-47.6153kN·m => σ =12.176MPa
c
f =1.24·f =1.24·25=31MPa
ck,120 ck
σ c
< 0.60f ck,120
12.176MPa < 0.60·31=18.6MPa CUMPLE
3.7.26.9 Fisuración por tracción (EHE 49.2.3)
N=-3.57977kN M=-47.6153kN·m => σ =264.015MPa
s
f =0.3*sqrt (f 2 )=2.56496MPa
ct,m 3 ck
M =b·h 2 /6·f =22.6144kN·m
fis ct,m
σ =M /(0.8·d·A )=22614.4/(0.8·0.184148·0.00106186)=144.565Mpa
sr fis s

116 Fisuración por tracción (EHE 49.2.3)
k 1
=(ε 1
+ε 2
)/(8ε 1
)=(0.00175997+0)/(8·0.00175997)=0.125
A c,eficaz
=575cm 2
s m
=2c+0.2s+0.4k 1
ϕ A
=2·40+0.2·100+0.4·0.125·12·575/10.6186=132.49mm
c,eficaz
/A s
ε sm
=σ s
/E s
[1-k 2
(σ sr
/σ s
) 2 ]=0.00112218 > 0.4σ s
/E s
Clase de exposición IIb w max
=0.3mm
w k
=1.7s m
ε sm
< w max
0.253mm < 0.3mm CUMPLE
3.7.26.10 Comprobación a cortante con armadura (EHE 44.2.3)
Agotamiento por compresión oblicua del alma (EHE 44.2.3.1)
V =V =3.40121 kN (x=0.092074m)
rd d
V =0.30·f b d=0.30·16666.7·1·0.184148=920.74kN
u1 cd 0
V < V CUMPLE
rd u1
Agotamiento por tracción en el alma (EHE 44.2.3.2)
V =V =3.40121kN (x=0.276222m)
rd d
V =0.10ξ (100ρ f ) 1/3·b d=0.10·2.04215(100·0.00576633·25) 1/3
cu 1 ck 0
·1000·184.148=91.524 kN
ξ=1+(200/d) 1/2 =2.04215
ρ =A /(b d)=0.00576633 < 0.02
1 s 0
f =f < 400N/mm 2 (EHE 40.2)
y90,d yd
V =A f 0.90d=0.00100531·4e+008·0.9·0.184148=66.6452 kN
su 90 y90,d

RamSeries
117
V rd
< V cu
+V su
3.40121 kN < 158.169 kN CUMPLE
Disposiciones relativas a las armaduras (EHE 44.2.3.4)
V 0.02f b 90 y90,d cd 0
0.00100531·4e+008 > 0.02·1.66667e+007·1
402.124 kN > 333.333 kN CUMPLE
Limitación de fisuración por cortante (EHE 49.3)
(V -3V )/(A d)=-1767.08 MPa
rd cu 90
s =100 mm < CUMPLE
t
Disposición mínima por armadura a compresión (EHE 42.3.1)
s t
< 15ϕ min
< 15·10=150 mm CUMPLE
ϕ t
> 1/4ϕ max·s t
/15ϕ min
> 1/4·10·0.666667=1.66667 mm CUMPLE
3.7.26.11 Dimensión del soporte
Para dimensionar el soporte, seleccione un punto cercano al soporte y
después seleccione con el botón Sel, en la ventana.

118 Dimensión del soporte
El resto del proceso es el mismo que el de la lámina.
3.8 Análisis elastoplástico de una viga de gran alma
El siguiente ejemplo muestra el análisis elastoplástico de una viga de
gran alma. Se muestran las características geométricas y mecánicas en
el dibujo.

RamSeries
119
3.8.1 Carga estática
Una cara de la viga lleva una carga distribuida de 400e3 N/m a lo largo
del eje global negativo Y. Por lo que, se utilizará Contour pressure.
3.8.2 Materiales
Primero, debemos indicar las siguientes propiedades elastoplásticas del
material de la viga:

120 Materiales
Entonces debemos indicar las propiedades de la lámina (Espesor,
Material, Num de capas)
3.8.3 Datos del Problema
La información requerida para el análisis elastoplástico puede ser
definida en la opción de análisis:

RamSeries
121
3.8.4 Resultados
Los siguentes dibujos muestran varios resultados del análisis realizado:
Deformado

122 Resultados
Fuerzas axiales principales
Tensiones Von Misses [N/m2]
3.9 Herramientas navales
El ejemplo que se usará para ilustrar el análisis de una estructura naval
con RamSeries será el de un casco "Wigley" típico. Se trata de un
modelo estándar para validar datos numéricos y experimentales. Para
hacer el cáculo más sencillo, se considerarán simetrías.
Debe tenerse en cuenta que este ejemplo no puede correrse en la

RamSeries
123
versión limitada de RamSeries (será necesario disponer de una licencia
de RamSeries Completo, o de RamSeries con el Módulo Naval)
Para referencia, este ejemplo puede encontrarse en la distribución, en el
directorio Examples/RamSeries, con el nombre
manual-stiffShellwave-ex7.gid.
El casco Wigley se crea de acuerdo con la Ecuación 1, donde los
parámetros L , D , y B , representan eslora, manga, y calado
respectivamente.
y=B*0.5*(1 -(2* x L )2 )*(1 -( z D )2 )
Ecuación 1
Para el ejemplo:
L=6 m
B=0.6 m
D=0.375
Para crear el casco, primero hay que crear las líneas NURBS que
definen las distintas líneas de agua del modelo. El casco en sí mismo
puede ser construido como una superficie NURBS basada en las líneas
creadas en el paso previo. En el siguiente párrafo se describen los pasos
necesarios para crear el casco usando el preproceso de GiD.

124 Herramientas navales
Las superficies que definen el casco se crearán usando un archivo batch.
Éste es simplemente un archivo de texto (en formato ASCII) que
contiene los puntos y una lista de instrucciones. Una vez que se ha
creado el archivo batch (y grabado en un archivo de texto ASCII), se
puede leer usando la opción Read Batch file en el menu Files (o
haciendo Ctrl+B). Con esto, tienen lugar las siguientes acciones:
Se crea la capa "body dry"
Se generan dos líneas de agua por encima de la flotación
Se crea la capa "free_surf"
Se dibuja la línea de flotación
Se crea una superficie NURBS, basada en las líneas de agua
definidas, que describe la geometría del casco por encima de la
flotación
Se crea la capa "body_wet"
Se crean las líneas de agua por debajo de la flotación
Se crea una superficie NURBS, basada en las líneas de agua
definidas, que describe la geometría del casco por debajo de la
flotación
Se borran las líneas y puntos auxiliares
En figura siguiente se muestra el resultado de este proceso (es la mitad
del casco, debido a la simetría del problema):

RamSeries
125
3.9.1 Ejes locales y globales
El modelo ha sido creado con relación a los ejes globales del sistema
XYZ que es único para los problemas enteros. Pero cada elemento de la
lámina debe tener su propio sistema local de ejes X'Y'Z' para:
1 Diríjase en este sistema a la sección de propiedades, como ortotropia.
2 Alguna de las cargas (las que tienen el prefijo Local) está relacionada
también con este sistema.
3 La firmeza de los resultados sobre las láminas se relaciona a este
sistema local de ejes.
La principal propiedad de este sistema local de ejes es que el eje Z' tiene
que tener la misma dirección que el normal del elemento.

126 Ejes locales y globales
Los caminos para la definición de los ejes locales son:
1 Por defecto. El programa asigna a los diferentes ejes locales del
sistema de la lámina el siguiente criterio:
Siendo N la unidad normal del elemento de la lámina, U el vector
(0,1,0)y V el vector (0,0,1). Entonces:
El eje Z' tiene la dirección y el sentido de N.
Si N Define
y con los diferentes métodos que se han seleccionado allí. Los nombres

RamSeries
127
de los ejes locales definidos se añadirán al menú dónde los ejes locales
se han seleccionado en las condiciones de la ventana.
Nota1: ramseries elige el sistema correcto de ejes locales si el eje local
Z' no apunta a la dirección del normal del elemento. Fallará si el eje local
Z' es ortogonal a la dirección de la normal.
Nota 2: El sistema final de ejes locales para cada elemento de la lámina
se visualizará en el estado de postproceso. Es conveniente comprobar la
corrección estos sistemas después de efectuar el cálculo.
3.9.2 Propiedades de lámina rigidizada
Para asignar a las superficies las propiedades de lámina rigidizada, ir a :
Datos-> Características -> Láminas rigidizadas
Para asignar las propiedades, los valores son:
Se elige el sistema de ejes locales Automatico. así, al elegir Y
como Dirección del refuerzo, coincidirá con la dirección Y' de los
ejes locales, que es la deseada para la dirección del rigidizador.
Espesor es el espesor de la lámina.
Clara es la distancia entre rigidizadores.
Una Sección de acero ha de seleccionarse para el rigidizador.

128 Propiedades de lámina rigidizada
Una vez rellenados los valores, las condiciones deben asignarse a las
superficies que habrán de tener estas propiedades.
Las condiciones asignadas pueden verse con el botón Dibujar en la
ventana de condiciones.
3.9.3 Condiciones de contorno
Las condiciones de contorno en láminas pueden aplicarse a puntos o
líneas. En este ejemplo, las restricciones se aplican a 3 líneas del
contorno de la lámina, y a los puntos A y D
Las líneas de contorno AB, BC y CD tendrán condiciones de simetría.
Los puntos A y D tienen condiciones isostáticas:
Desplazamientos prescritos en el eje Y y rotaciones en ejes
thetaX y theta Z para AB, BC y CD.
La línea AD está libre.
Desplazamientos prescritos en los ejes X y Z axis para el punto A
Desplazamientos prescritos en el eje Z para D
Para esta condición, los ejes locales no están relacionados con los ejes
locales de la lámina definidos en la sección de propiedades. La opción
GLOBAL significa prescribir en relación a los ejes globales del problema.
Es lo que se usa en este caso. Los ejes locales se usarían para
prescribir desplazamientos o rotaciones en direcciones no coincidentes
con ninguno de los ejes globales. La parte de la condición que concierne
a los valores, se usaría para prescribir una cantidad de desplazamiento o
rotación determinada. Las unidades por defecto son metros para los
desplazamientos en X, Y y Z, y radianes para las rotaciones prescritas.
En este caso, los desplazamientos y rotaciones prescritos tienen valor
cero.
Las restriciones X, Y y Z significan desplazamientos a lo largo de los
ejes. Las restricciones Theta X, theta Y y theta Z significan las

RamSeries
129
rotaciones alrededor de los ejes.
3.9.4 Cargas de ola
En este caso, el casco se cargará con la presión hidrostática del agua,
simulando una ola real. Para hacer esto:
Datos -> Cargas -> Cargas de ola
Para asignar las propiedades a la lámina, los valores son:
La Amplitud (la mitad de la altura efectiva de ola) introducida is
0, lo que significa que se hará un análisis simulando la condición
de aguas tranquilas.
Hogging y Sagging (Arrufo y Quebranto) son dos situaciones
típicas de carga bajo la acción de una ola.
es necesario establecer la referencia buque-ola seleccionando
dos puntos (puntos extremos en las perpendiculares de proa y
popa). Se aconseja seleccionar para (X1,Y1,Z1) el extremo de
menor coordenada X.
Seleccionar el perfil de ola.
Una vez asignadas las cargas de ola sobre la superficie y mallado
el modelo, se puede ir de nuevo a la ventana y calcular el
momento flector resultante y la resultante de fuerzas
( botón Calculate). El momento flector resultante se da para el
extremo seleccionado de menor X.
Una vez que han sido calculados resultante y momento, también
es posible generar un archivo de postproceso de GiD para
visualizar las fuerzas de presión de la ola sobre el casco
(botónWriteResFile ) .

130 Cargas de ola
Cuando se hayan completado estos valores, debe asignarse la condición
a las superficies deseadas para tener este tipo de carga (el casco
completo). La condición asignada puede verse con el botón Draw en la
conditions window.
3.9.5 Cargas sobre láminas
En general, en un análisis de una estructura naval, se incluirán las
cargas de peso propio o aquellas otras correspondientes a los tanques
de lastre, cargas a transportar, etc. En este ejemplo, por su sencillez, se
aplicarán cargas únicamente para equilibrar a aquellas creadas por la
presión hidrostática de la ola.
Para hacer esto, la tercera componente de las fuerzas resultantes (que
corresponde a la fuerza vertical causada por la presión hidrostática) se
divide entre el área total de la superficie inferior del casco, y se aplica
dicha presión como Carga Global en Lámina ( Datos -> Cargass ->
Cargas estáticas).

RamSeries
131
Nota: Para obtener áreas de superficies, y otras propiedades
geométricas, usar Utilidades -> Listar -> Masa, y a continuación, en este
caso,Utilidades -> Listar -> Superficies.
3.9.6 Datos del problema
Esta es la información necesaria para el análisis y no relacionada con la
geometría.
Las unidades de malla son las unidades en las que se representan las

132 Datos del problema
coordenadas de la geometría y de resultados unitarios son las
unidades utilizadas para representar los resultados del análisis.
Los tres componentes de la gravedad definen a un vector, que estará
normalizado dentro de ramseries y representa la dirección de la
gravedad si se considera el peso propio. En este caso, si no carga dicho
peso, no se utilizarán los componentes de gravedad.
Shell res axes permite seleccionar si las fuerzas resultantes se
mostrarán en los ejes locales, en los ejes principales ó en ambos. Los
ejes locales son los únicos definidos en la sección de propiedades. Los
ejes principales se definirán más tarde. Si no es necesario ahorrar
espacio en el disco, elegir both.
Output shell stresses si se seleccionan, las fuerzas y Von Misses en
ambos, se calculará la cara de arriba y la de debajo de la lámina.
Shell internal 6-noded elem Si se selecciona, la malla generada, como
3-nodel triangle elements se calculará internamente como un 6-noded
triangles. Esto da más precisión en los resultados y necesita más tiempo
de proceso. Se suele utilizar siempre, excepto cuando las fuerzas en la
lámina del plano son dominantes. En este caso, son factibles ambas
opciones.
Shell smooth res Al seleccionarla, ramseries facilitará las fuerzas
resultantes cuanto sea posible. Los resultados del cálculo son fuerzas en
el interior de cada elemento siendo discontinuas desde un elemento a
otro. Suavidad significa aproximar otros valores de las fuerzas como
estas son continuas de un elemento a otro. Esto sólo se puede hacer si
la geometría es suave con ella misma desde un elemento a otro.
Con type, se selecciona el solver del sistema de ecuaciones que se usa
internamente. Opciones como:
Automático: El programa selecciona el mejor solver dependiendo del
tamaño del problema. Los problemas pequeños usarán y los más
grandes

RamSeries
133
Skyline: Se usa el solver Txolesky con el almacén skyline de un solver
directo que requiere una gran cantidad de memoria. La ventaja es que
siempre da una solución si el problema está correctamente definido.
Sparse: Utiliza un solver de gradiantes conjugados con matriz vacía.
Es un solver iterativo que requiere mucha menos memoria que uno
directo. No converge en algunos casos. Si no da una solución,
después de comprobar la definición del problema, intentar con el
solver Skyline. Si se comprueba esta opción, varios parámetros se
modificarán:
Tolerancia solver: Cuando el proceso de iteración alcanza esta
tolerancia, el solver se parará.
Tolerancia mínima del solver: Si el solver llega al número máximo de
iteraciones, esta tolerancia decidirá si los resultados son aceptados.
Iteraciones Max.: máximo número de iteraciones permitidas al solver.
Normalmente, la mejor opción es elegir Automátic. Los usuarios
avanzados suelen seleccionar el solver Skyline si no ocupa mucha
memoria y el solver sparse para grandes problemas, dependiendo de la
capacidad de
Nota: A veces, el solver iterativo como Sparse no converge para
láminas. En estos casos, seleccione el solver Skyline.
El resto de la información de esta ventana no se usará para análisis de
láminas.
3.9.7 Equilibrado automático del casco
Para activar esta opción:
General Data->Naval Settings->Ship Balance: yes

134 Equilibrado automático del casco
3.9.8 Generación de malla
Ramseries acepta triángulos de 3 y 6 nodos como elementos que
definen esto, es posible engranar las superficies con cada Normal ó
Quadrátic triángulos (mirar Meshing->Quadratic Elements). En especial,
porque por defecto data->Results->Shell internal 6-noded elem se
inicializa. Esto significa que internamente, los triángulos de 3 nodos se
calcularán como 6 nodos, dando un resultado similar como los de 6
nodos.
Si se usan más elementos para engranar la geometría, habrá más
exactitud en los resultados obtenidos. Al mismo tiempo, se necesita
mucho tiempo de proceso y memoria RAM. Seleccione Calculate->View
process info después de hacer un análisis preliminar para obtener
información de los requisitos de memoria y el tiempo que necesita el
ordenador.
Es también interesante engranar los elementos más pequeños en las
zonas de la lámina que tendrán un gran desnivel en los resultados.
Para estimar la precisión de los resultados relacionados al número de
nodos en la malla, comprobar el test gráfico que se adjunta en los

RamSeries
135
apéndices.
Para obtener los tamaños deseados en los elementos, se pueden usar
las siguientes opciones GiD para controlar el tamaño de la malla:
Meshing->Assing unstr. Sizes->Points
Meshing->Assing unstr. Sizes->Lines
Meshing->Assing unstr. Sizes->By cordal error
Para generar la malla, utilice:
Meshing->Generate 1
En este modelo, se ha elegido el tamaño por defecto de 0.05 para los
triángulos. El total de nodos es de 2628 (4866 después de la conversión
interna de triángulos de 6 nodos).
3.9.9 Calcular
Si el modelo no ha se ha guardado aún, seleccione:
Files->Save
Dando un nombre al modelo.
Para comenzar el análisis, seleccione:

136 Calcular
Calculate->Calculate
El análisis se genera en un proceso a parte. Entonces, se puede
continuar trabajando con GiD ó salir del programa. Cuando el análisis
haya finalizado aparecerá una ventana para confirmarlo. Si no ha
prosperado, una ventana mostrará el error que tiene que ser subsanado.
Corrigiendo este error comenzará el proceso de nuevo.
Es posible visualizar, cuando el proceso está en marcha, alguna
información sobre su evolución. Seleccione:
Calculate->View process info
Para conseguirla. La información más importante que se puede obtener
en esta ventana es el total de memoria RAM, expresada en Megabytes,
necesaria para el solver. El total de memoria que se necesita para el
análisis de códigos es bastante grande. Para el solver skyline, el total es
sobre un 10% más. Para el solver Sparse, es sobre el doble de memoria.
Estos datos dan una idea del problema más grande que se pueden
resolver en el ordenador.
3.9.10 Postproceso
La parte del programa dedicada a visualizar los resultados del análisis se
llama Postproceso. Cuando el cálculo ha acabado, para entrar en el
postproceso y buscar automáticamente los datos, seleccione:
Files->Postprocess
Para ejecutar la operación correctamente, es necesario tener el modelo
cargado dentro del preproceso antes de ir al postproceso.
Seleccione la vista: Vista estilo Body bound aún no está seleccionada.
Con este tipo de vista, Contour fills en las láminas se visualizan mejor.

RamSeries
137
3.9.11 Deformación de la estructura
Para visualizar la deformación de la estructura compruebe:
View results -> Deformed
Para desactivar la vista deformada, seleccione:
View results->No results
La deformación de la estructura está en la ampliación del dibujo de factor
de magnificencia se calcula automáticamente y se escribe en el mensaje
de la ventana de GiD. Para cambiar el factor, escriba un nuevo factor en
la línea de comandos y presione Enter. Compruebe en
Windows->Deform mesh otras formas para cambiar el factor y
visualizarlo. Compruebe también para cambiar la visualización del estilo
antes de aplicar la deformación.
3.9.12 Visualización de las fuerzas
Todas las fuerzas están representadas en relación con el sistema del eje
local de cada lámina (exceptuando las fuerzas en el eje principal). La
visualización generalmente será con Contour Fill de cada componente de
la fuerza, aunque hay otras formas de visualizarlos. Para ver el valor

138 Visualización de las fuerzas
numérico de la fuerza que se ha visualizado, seleccione:
Label -> All in -> Results
Label -> Select -> Results (y selecciona varios puntos Gauss dentro
de los elementos de la malla)
Para esconder los resultados numéricos, seleccione:
Label -> Off
Ambos comandos se encuentran en el menú que aparece al
seleccionar en la pantalla con el botón derecho del ratón.
Las fuerzas son las siguientes:
Nombre
Unidades
por
defecto
Notas
Fuerza
axial
N , x'
N , y'
N x'y'
N/m Fuerza
axial
en
todo
el
espesor
de la
lámina
por
unidad
anchura
de la
lámina

RamSeries
139
N·m/m Impulso
Impulso M , x'
M x'y' anchura
M , y'
por
unidad
de la
lámina
Corte Q ,
N/m Fuerza
x'
cortante
Q y'
por
unidad
anchura
de la
lámina
Nota: Observe que el momento M está contenido dentro del
x
plano X'Z'. Este criterio es diferente del criterio de fuerza en
vigas ó en prescripciones, donde la rotación en X' es la única
que rota alrededor del eje X'. El criterio de rotación del eje para
el impulso de la lámina le viene dado del criterio de este caso,
sólo hay dos rotaciones en la lámina, esta selección parece
apropiada. Para las rotaciones en 3D, como hay 3, es
necesario usar el otro criterio.
Como ejemplo, este es el momento M en la lámina:
22'

140 Visualización de las fuerzas
3.9.13 Visualización de presiones de ola
Como resultado opcional, se pueden visualizar las presiones de la ola
sobre el casco. En la ventana de Cargas de Ola ( Datos -> Cargas ->
Cargas de ola), usar el botón WriteResFile.
Salvar el archivo en la propia carpeta del proyecto. Una vez hecho esto,
simplemente hay que ir al postproceso, y se cargarán automáticamente
las presiones.

RamSeries
141
3.9.14 Comprobación de Pandeo
Una de las capacidades de los módulos NAVAL y YATCH de RamSeries
es la comprobación de pandeo. Para hacerlo, se ha implementado el
método descrito en Appendice 9: Análisis de Pandeo por MEF -pag. 253-
.
Notese que debe elegirse el análisis NAVAL o YATCH para activarse.
Tambien es necesario elegir la salida de las tensiones en el pre menú de

142 Comprobación de Pandeo
RamSeries.
Primero, acceda alpostproceso en CompassFEM y en el menú vaya a
View Results -> Panel Buckling
El siguiente paso es elegir en la pantalla los cuatro nodos definiendo
cada panel insertado (recuerde insertar un nombre a cada panel).
Observe que el primer nodo seleccionado definirá la posición del sistema
de referencia local.

RamSeries
143
Cuando hayan sido insertados todos los paneles deseados, pulse el
botón OK para recibir los resultados. Obtendremos dos tipos de
resultados:
Las tensiones de pandeo y los resultados del desplazamiento del
plano para cada panel se añadirán a los resultados generales del
postproceso de RamSeries.
Estos resultados, como el resto de resultados de RamSeries, pueden
añadirse al informe: Reports-> AddResults

144 Comprobación de Pandeo
Tambien, nos podrá aparecer una ventana con los resultados especificos
de la compresión longitudinal y transversal, y corte.
Estos resultados pueden guardarse en un archivo Excel si el usuario así
lo desea. Simplemente pulse el botón SAVE.
La visualización que aparece en la pantalla corresponde a la
visualización de los 'Display Vectors' de las tensiones de pandeo Sx del
primer panel.

RamSeries
145
3.10 Análisis de una lámina reforzada de material compuesto
El ejemplo para describir el análisis de la lámina será una lámina simple
reforzada:
Como referencia básica, este ejemplo puede encontrarse en la
distribución, directorio Examples/RamSeries5.X, bajo el nombre de
manual-laminateShell-ex8.gid
El primer paso es crear la geometría. Se puede definir usando el
preproceso de GiD, usando los comandos de preproceso descritos en el
manual de GiD. Los siguientes comandos pueden ser útiles:
Geometría->Crear->Objeto->Rectángulo
Utilidades->Copiar (Superficies)->Translación (Multiples copias: 3)
El modelo final estará compuesto de cuatro superficies, 13 líneas y
todos los puntos de conexión.
Las dos esquinas que definen el rectángulo inicial son:
A 0.00 0.00 0.00

146 Análisis de una lámina reforzada de material compuesto
D 1.00 0.25 0.00
3.10.1 Ejes locales y globales
El modelo ha sido creado con relación al sistema de ejes globales XYZ
que es único para el problema completo. Pero cada elemento de la
lámina debe tener su propio sistema local de ejes X'Y'Z' para:
1 Diríjase en este sistema a la sección de propiedades, como ortotropia.
2 Alguna de las cargas (las que tienen el prefijo Local) está relacionada
también con este sistema.
3 La firmeza de los resultados sobre las láminas se relaciona a este
sistema local de ejes.
La principal propiedad de este sistema local de ejes es que el eje Z' tiene
que tener la misma dirección que el normal del elemento.
Los caminos para la definición de los ejes locales son:
1 Por defecto. El programa asigna a los diferentes ejes locales del
sistema de la lámina el siguiente criterio:
Siendo N la unidad normal del elemento de la lámina, U el vector
(0,1,0)y V el vector (0,0,1). Entonces:

RamSeries
147
El eje Z' tiene la dirección y el sentido de N.
Si N Define
y con los diferentes métodos que se han seleccionado allí. Los nombres
de los ejes locales definidos se añadirán al menú dónde los ejes locales
se han seleccionado en las condiciones de la ventana.
Nota1: ramseries elige el sistema correcto de ejes locales si el eje local
Z' no apunta a la dirección del normal del elemento. Fallará si el eje local
Z' es ortogonal a la dirección de la normal.

148 Ejes locales y globales
Nota 2: El sistema final de ejes locales para cada elemento de la lámina
se visualizará en el estado de postproceso. Es conveniente comprobar la
corrección estos sistemas después de efectuar el cálculo.
3.10.2 Propiedes de barra
Para asignar la sección y propiedades del materiales a las barras, elegir:
Properties->Beams->Naval Stiffeners
Tras presionar el botón Editar, aparece otra ventana con entradas para
definir las propiedades del material compuesto.

RamSeries
149
Ya hay algunos materiales incluidos en las bibliotecas del programa,
pero tambien se puede crear nuevos materiales. Para hacerlo, presione
el botón Fiber-Resin. Alli, es posible definiar todas las particularidades
del material:
Despues, el usuario ha de definir las características del laminado, tales
como el tipo de material de cada lámina (/set de capas), número de
capas (o número de secuencias de laminados), o el ángulo de fibra en
caso de ser necesario. Note que el ángulo de fibra es relativo a los ejes
locales de las láminas.

150 Propiedes de barra
Una vez rellenados los valores, debe asignarse la condición a la
superficie que define la lámina.
Las condiciones que han sido asignadas pueden verse con el botón
Draw en conditions window.
Once the values are filled in, the condition must be assigned to the
surface that defines the shell.
The conditions that have been assigned can be viewed with the Draw
button in the conditions window.
3.10.3 Restricciones de desplazamiento
Las restricciones para láminas pueden ser apliadas a puntos o líneas. En
este ejemplo, las restricciones se aplican en dos líneas de contorno de la
lámina.

RamSeries
151
Las líneas de contorno tendrán restricciones totales.
3.10.4 Cargas distribuidas
Toda la lámina tiene asignada la condición de peso propio como carga.
Datos -> Cargas -> Cargas estáticas

152 Propiedes de barra
3.10.5 Propiedes de barra
Para asignar la sección y propiedades del materiales a las barras, elegir:
Properties->Beams->Naval Stiffeners
Tras presionar el botón Editar, aparece otra ventana con entradas para
definir las propiedades del material compuesto. Existen varios materiales
ya predefinidos en la librería, pero al igual que para las láminas, tambien
existe la posiblidad de crear nuevos materiales ('Fiber-Resin' button).
En la siguiente pestaña se puede asignar el tipo de laminado para cada

RamSeries
153
material elegido. Aquí pueden definirse múltiples tipos de capas para los
diferentes materiales.
Finalmente, hay que definir la sección del rigidizador:
Las condiciones asignadas y sus ejes locales se pueden ver con el botón
Dibujar, en la ventana condiciones.

154 Datos del problema
3.10.6 Datos del problema
Esta es la información necesaria para el análisis paro no relacionada con
la geometría.
Mesh Units son las unidades en las que se representan las coordenadas
de la geometría y de Results Units son las unidades utilizadas para
representar los resultados del análisis.
Los tres componentes de la gravedad definen un vector, que estará
normalizado dentro de ramseries y representa la dirección de la
gravedad si se considera el peso propio. En este caso, si no carga dicho
peso, no se utilizarán los componentes de gravedad.
Shell res axes permite seleccionar si las fuerzas resultantes se
mostrarán en los ejes locales, en los ejes principales ó en ambos. Los
ejes locales son los únicos definidos en la sección de propiedades. Los
ejes principales se definirán más tarde. Si no es necesario ahorrar
espacio en el disco, elegir both.
Output shell stresses si se seleccionan, las fuerzas y Von Misses se
calcularán tanto para la cara de arriba como la de debajo de la lámina.
Shell internal 6-noded elem Si se selecciona, la malla generada, como

RamSeries
155
3-nodel triangle elements se calculará internamente como un 6-noded
triangles. Esto da más precisión en los resultados y necesita más tiempo
de proceso. Se suele utilizar siempre, excepto cuando las fuerzas en la
lámina del plano son dominantes. En este caso, son factibles ambas
opciones.
Shell smooth res Al seleccionarla, ramseries suavizará las fuerzas
resultantes donde sea posible. Los resultados del cálculo son fuerzas en
el interior de cada elemento que son discontinuas desde un elemento a
otro. El suavizado significa aproximar otros valores de las fuerzasde tal
forma que sean continuas de un elemento a otro. Esto sólo se puede
hacer si la geometría es suave por sí misma de un elemento a otro.
Con Solver type, se selecciona el solver del sistema de ecuaciones que
se utiliza internamente. Las opciones son:
Automatic: El programa selecciona el mejor solver dependiendo del
tamaño del problema. En problemas pequeños se usará Skyline y en
mayores se usará Sparse
Skyline: Se usa un solver Txolesky con almacenamiento skyline, un
solver directo que requiere una gran cantidad de memoria. La ventaja
es que siempre da una solución si el problema está correctamente
definido.
Sparse : Utiliza un solver de gradiantes conjugados con
almacenamiento de la matriz sparse. Es un solver iterativo que
requiere mucha menos memoria que el directo. Puede no converger
en algunos casos. Si no da una solución, después de comprobar la
definición del problema, intenteló con el solver Skyline. Si se elige esta
opción, se pueden modificar varios parámetros:
La tolerancia solver: Cuando el proceso de iteración alcanza esta
tolerancia, el solver se parará.
Tolerancia mínima del solver: Si el solver llega a la máxima iteración
numérica, esta tolerancia decidirá si se aceptan los resultados.
Iteraciones Max.: El máximo número de iteraciones permitidas al

156 Datos del problema
solver.
Normalmente, la mejor opción es seleccionar Automático. Los usuarios
avanzados pueden elegir el solver Skyline si no utiliza mucha memoria y
el solver sparse para grandes problemas, dependiendo de la memoria
RAM disponible.
Nota: A veces, un solver itrerativo como Sparse no llega a converger
para las láminas. En estos casos, seleccione Skyline.
El resto de la información de esta ventana no se usará para análisis de
láminas.
3.10.7 Generación de malla
Ramseries acepta triángulos de 3 y 6 nodos como elementos que
definen la lámina. Así, es posible mallar las superficies con cada
Normal ó Quadrátic triángulos (mirar Meshing->Quadratic Elements).
Tenga en cuenta que por defecto está colocado data->Results->Shell
internal 6-noded elem . Esto significa que internamente, los triángulos de
3 nodos se calcularán como 6 nodos, dando un resultado similar como
los de 6 nodos.
Si se usan más elementos para mallar la geometría, habrá más exactitud
en los resultados obtenidos. Al mismo tiempo, se necesita mucho tiempo
de proceso y memoria RAM. Seleccione Calculate->View process
info después de hacer un análisis preliminar para obtener información de
los requisitos de memoria y el tiempo que necesita el ordenador.
Es también interesante engranar los elementos más pequeños en las
zonas de la lámina que tendrán un gran desnivel en los resultados.
Para estimar la precisión de los resultados relacionados al número de
nodos en la malla, comprobar el test gráfico que se adjunta en los
apéndices.
Para obtener los tamaños deseados en los elementos, se pueden usar

RamSeries
157
las siguientes opciones GiD para controlar el tamaño de la malla:
Meshing->Assing unstr. Sizes->Points
Meshing->Assing unstr. Sizes->Lines
Meshing->Assing unstr. Sizes->By cordal error
Para generar la malla, utilice:
Meshing->Generate 1
En este modelo, se ha elegido el tamaño por defecto de 1 para
los triángulos. El total de nodos es de 530 (2033 después de la
conversión interna de triángulos de 6 nodos).
Tenga especial cuidado en mallar especificamente las lineas
que representan los refuerzos del compuesto (vigas). Ésto
puede hacerse a través de Mesh--> Mesh Criteria-->Lines.
Ésto es ampliamente explicado en Ideas generales -pag. 53-
3.10.8 Calcular
Si el modelo no ha se ha guardado aún, seleccione:
Files->Save
Dando un nombre al modelo.
Para comenzar el análisis, seleccione:
Calculate->Calculate
El análisis se genera en un proceso a parte. Entonces, se puede
continuar trabajando con GiD ó salir del programa. Cuando el análisis
haya finalizado aparecerá una ventana para confirmarlo. Si no ha
prosperado, una ventana mostrará el error que tiene que ser subsanado.
Corrigiendo este error comenzará el proceso de nuevo.
Es posible visualizar, cuando el proceso está en marcha, alguna
información sobre su evolución. Seleccione:

158 Calcular
Calculate->View process info
Para conseguirla. La información más importante que se puede obtener
en esta ventana es el total de memoria RAM, expresada en Megabytes,
necesaria para el solver. El total de memoria que se necesita para el
análisis de códigos es bastante grande. Para el solver skyline, el total es
sobre un 10% más. Para el solver Sparse, es sobre el doble de memoria.
Estos datos dan una idea del problema más grande que se pueden
resolver en el ordenador.
3.10.9 Postproceso
La parte del programa dedicada a visualizar los resultados del análisis se
llama Postproceso. Cuando el cálculo ha acabado, para entrar en el
postproceso y buscar automáticamente los datos, seleccione:
Files->Postprocess
Para ejecutar la operación correctamente, es necesario tener el modelo
cargado dentro del preproceso antes de ir al postproceso.
Seleccione la vista: Vista estilo Body bound aún no está seleccionada.
Con este tipo de vista, Contour fills en las láminas se visualizan mejor.
3.10.10 Deformación de la estructura
Para visualizar la deformación de la estructura compruebe:
View results -> Deformed
Para desactivar la vista deformada, seleccione:
View results->No results
La deformación de la estructura está en la ampliación del dibujo de factor
de magnificencia se calcula automáticamente y se escribe en el mensaje
de la ventana de GiD. Para cambiar el factor, escriba un nuevo factor en
la línea de comandos y presione Enter. Compruebe en
Windows->Deform mesh otras formas para cambiar el factor y

RamSeries
159
visualizarlo. Compruebe también para cambiar la visualización del estilo
antes de aplicar la deformación.
3.10.11 Contour fill de desplazamientos
Otra forma de visualizar la magnitud de la deformación de la placa es:
View Results->Displacements->|Displacementes|
Para ver los valores numéricos de las deformaciones, usar:

160 Contour fill de desplazamientos
Label -> All in -> Results o
Label -> Select -> Results (and select several nodes in the mesh)
en el menú que aparece cuando se presiona el botón secundario del
ratón. Hacer los correspondientes zooms para visualizar apropiadamente
los valores. Las unidades por defecto son metros.
Para desactivar las etiquetas:
Label -> Off
Para ver otras componentes del desplazamiento, elegir:
View results -> Displacements X, Y o Z
3.10.12 Visualización de fuerzas
Todas las fuerzas están representadas en relación con el sistema del eje
local de cada lámina (exceptuando las fuerzas en el eje principal). La
visualización generalmente será con Contour Fill de cada componente de
la fuerza, aunque hay otras formas de visualizarlos. Para ver el valor
numérico de la fuerza que se ha visualizado, seleccione:
Label -> All in -> Results
Label -> Select -> Results (y selecciona varios puntos Gauss dentro
de los elementos de la malla)
Para esconder los resultados numéricos, seleccione:
Label -> Off
Ambos comandos se encuentran en el menú que aparece al
seleccionar en la pantalla con el botón derecho del ratón.
Las fuerzas son las siguientes:
Name
Components Default
units
Remarks

RamSeries
161
Axial
force
N , N , N/m Axial
x' y'
force in
N x'y'
all the
shell
thickness
per unit
width of
the shell
Momentum M , M , N·m/m Momentum
x' y'
per unit
M x'y'
width of
the shell
Shear Q x'
, Q y'
N/m Shear
strength
per unit
width of
the shell
Nota: Observe que el impulso M está contenido dentro del
x
plano X'Z'. Este criterio es diferente del criterio de fuerza en
vigas ó en restricciones donde la rotación en X' es la única que
rota alrededor del eje X'. El criterio de rotación del eje para el
impulso de la lámina le viene dado del criterio de la placa. En
este caso, como sólo hay dos rotaciones en la lámina, esta
selección parece apropiada. Para las rotaciones en 3D, como
hay 3, es necesario usar el otro criterio.
Como ejemplo, este es el impulso M en la lámina:
x

162 Visualización de fuerzas
Visualización de los esfuerzos direccionales
Esto es muy útil para ver los esfuerzos para cada lámina. Para verlo:
View Results->Laminates->More
A continuación se seleccionan la capa y los esfuerzos que se desean
visualizar.

RamSeries
163
Tambien es posible visualizar los resultados para la última capa de cada
laminado existente en el análisis, para todos los laminados necesitan no
tener el mismo número de capas totales. Así, si un usuario selecciona la
última capa de uno de los lamiandos y una o varios de los otros tienen
menos capas, solo se mostrarán los resultados para esta lámina
seleccionada. Usando la opción "Last Layer", se mostrarán los resultados
para la última capa de cada laminado.
Además, el usuario podrá ver los resultados del resto de capas contando

164 Visualización de fuerzas
desde la última capa de cada lamiando, por medio de hacer click en el
botón '+' o '-'

Manual de referencia
Las siguientes secciones explicarán las aptitudes del apartado de
preproceso, los resultados que pueden mostrarse en la parte de
postproceso, así como una información más detallada sobre varias
cuestiones.
4.1 Punto de ayuda
Es posible obtener ayuda en varios puntos en la barra de herramientas y
ventanas mediante la selección de éstos con botón derecho del mouse.
4.2 Unidades
Por defecto el sistema de unidades para Ramseries es el Sistema
Internacional (IS). Estas son:
Tiempo en segundos (s)
Longitud en metros (m)
Masas en Kilogramos (kg)
Fuerzas en Newtons (N)
Las unidades derivadas es Pascal (Pa), donde Pa=N/m 2
Estas unidades pueden se pueden cambiar en varias partes del
programa. Cada ventana que pregunta por los datos de las
prescripciones, carga o propiedades tiene un campo para seleccionar las
unidades para cada ventana. Estas unidades seleccionadas sólo son
aplicables en la fecha que se encuentra en la misma ventana.
Las unidades en que están expresadas las coordenadas de los modelos
geométricos se han seleccionado en data:
Data -> Problem data -> Units -> Mesh units
Las unidades en las que están expresados los resultados del análisis se
pueden seleccionar en:
165

166 Unidades
Data -> Problem data -> Units -> Results units
Otras unidades predefinidas que se pueden seleccionar son:
Fuerzas: Kilogramo-fuerza (kp)
Longitudes: centímetro (cm), milímetro (mm)
Las unidades resultantes se pueden expresar como:
N-m-kg donde:
Desplazamientos están en m
Velocidades están en m/s
Aceleraciones están en m/s^2
Fuerzas están en N/m ó N·m/m
Presiones están en Pa= N/m 2
N-mm-kg donde:
Desplazamientos están en mm
Velocidades están en mm/s
Aceleraciones están en mm/s^2
Fuerzas están en N/mm ó N·mm/mm
Presiones están en N/mm 2
Kp-cm-utm donde:
Desplazamientos están en cm
Velocidades están en cm/s
Aceleraciones están en cm/s^2
Fuerzas están en Kp/cm ó Kp·cm/cm
Presiones están en Kp/cm 2
KN,m,Mpa where:
Desplazamientos están en m
Velocidades están en m/s
Aceleraciones están en m/s^2
Fuerzas están en kN/m ó kN·m/m (kN=10 3 N)
Presiones están en Mpa=10 6 Pa
Nota: Las unidades en este sistema no forman en un sistema compatible

RamSeries
167
Nota para usuarios avanzados: Para añadir nuevas unidades al set
predefinido en ramseries es necesario modificar dos archivos:
ramseries.cnd y ramseries.bas contenido en el directorio ramseries.gid.
Este directorio es la predefinición del tipo problema ramseries dentro de
GiD.En el archivo ramseries.cnd, es necesario buscar los archivos Units
y añadir la nueva unidad a estos archivos. En el archivo ramseries.bas
sólo es necesario añadir una entrada en la tabla de unidades que está al
principio del archivo.
4.3 Restricciones
Data-> Restricciones
4.3.1 Restricciones y desplazamientos prescritos
Las partes de la estructura que existe algún tipo de restricción externa en
los movimientos, se denominan restricciones. Estas restricciones se
pueden aplicar para cada grado de libertad (X, Y, Z y las rotaciones para
vigas y láminas) y para cada nodo en el modelo.
En esta condición, los ejes locales no tienen relación con los ejes locales
de las vigas descritos en la sección de propiedades. La función GLOBAL
significa una conexión ordenada a los ejes globales del problema. Los
ejes locales se utilizan para ordenar el desplazamiento ó rotación en una
dirección no coincidente con ninguno de los ejes globales. La parte de
valores de la condición se utiliza para ordenar un total fijo de
desplazamientos ó rotaciones. Por defecto las unidades están en metros
para los desplazamientos X, Y Z y desplazamientos y radianes para las
rotaciones ordenadas. Las restricciones X, Y y Z significan el
desplazamiento a lo largo de los ejes. Las restricciones theta x, theta y, y

168 Restricciones y desplazamientos prescritos
theta z significan las rotaciones alrededor de los ejes. Signos como los
siguientes (regla de la mano derecha):
Z
Theta Z
Z disp.
Theta Y
Y disp.
Y
Theta X
X disp.
X
Esta condición se puede aplicar para unos y otros puntos, líneas ó en el
análisis de sólidos, a las superficies.
Nota : Los sólidos en 3D sólo tienen tres grados de libertad:
desplazamientos en X, Y y Z.

RamSeries
169
4.3.2 Prescripciones elásticas
Las prescripciones elásticas son similares a las prescripciones pero en
vez de ordenar el desplazamiento ó rotación de un punto, un muelle
elástico se une a este nodo para cada grado de orden de libertad. Las
tres primeras prescripciones: prescripción X, prescripción Y y
prescripción Z son las prescripciones para los tres desplazamientos. Si
alguna es "set un valor debe estar dando que representa la rigidez de
éste muelle. Las otras tres prescripciones: prescripción theta X,
prescripción theta Y, prescripción theta Z, son prescripciones para las
tres rotaciones.
Esta condición se puede aplicar a cada una:
Puntos: Unidades para la dureza en IS son: Newton/metro y Newton ·
metro/radianes
Líneas de viga: Unidades para la rigidez en IS son: Newton/metro 2 y
Newton·m/(radianes·m)
Cara de las láminas: Unidades para la rigidez en IS son:
Newton/metros 3 y Newton /(radianes·m)
Superficies que son el contorno de los volúmenes: Unidades para la
rigidez en IS son: Newton/metro 3 y Newton·m/(radianes·m 2 )
Si es posible utilizar una combinación de prescripciones normales y
elásticas para el mismo punto. La única condición es que cada grado de
libertad debe tener ordenado sólo un desplazamiento ó un movimiento
elástico.
Esta prescripción se debe utilizar en el análisis ó fundaciones e
iteraciones con el suelo y terreno.
4.4 Conexiones
Data->Connections

170 Conexiones
Como se definió en la pasada sección, constrains son las restricciones
aplicables externamente al modelo para evitar algunos movimientos ú
prescribir alguno de esos movimientos. Podemos definir que las
conexiones son un camino para cambiar los movimientos relativos entre
las diferentes partes del modelo.
Por defecto, todos los elementos y partes del modelo se enlazan
completamente rígidos. Esta condición se utiliza para desconectar
algunos grados en uno ó varios nodos entre las diferentes partes de este
sentido, es fácil definir los Rótulos, que permite una rotación libre entre
varias partes de la estructura.
La desconexión de varios grados de libertad se pueden hacer por varios
caminos. Los más sencillas son Rótulos y rótulos de Viga, que son
útiles para vigas (no láminas) y no permiten hacer varios grupos de vigas
ó desconectar varios grados:
4.4.1 Rótulos
Todos los nodos que tienen asignada esta condición permitirán una
rotación libre entre todas las vigas que están unidas en este nodo. La
rotación de cada viga que llega al nodo es independiente de la rotación
de todas las otras vigas que llegan al mismo nodo. La rotación es libre en
ambos, en ' y '. Se considera que los rótulos sólo son aplicables a vigas y
no a láminas y sólidos.
4.4.2 Rótulos de viga
Ésta es una condición similar a la última, pero está asignada a las tres
líneas que definen la viga. Es posible definir sólo si el nodo inicial de la
viga, o el nodo final de ésta, o ambos son rótulos.
Puede aplicarse desde las ventanas Disconnect id y Disconnect
Degress.
Nota 1: No enmallar más de un elemento de viga por viga. Cada

RamSeries
171
elemento de viga tendrá sus propios rótulos. (Vaya a
Meshing->Structured->Lines->1 y seleccione las lineas).
Nota 2: Para saber qué punto de la línea es el principio y cual es el final,
utilizar Utilities->Draw normals->Lines y seleccionar la línea.
La solución más general, que permite todas las posibilidades de
desconexión, entre vigas ó entre láminas, es utilizar la combinación de
Desconectar Id y Desconectar grados.
4.4.3 Desconectar todo
Esta condición define un grupo, identificado con un nombre, que trabaja
junto, como una parte. Este grupo tendrá los grados marcados
desconectados para el resto de los elementos de vigas ó lámina que
distribuye el mismo nodo.
Los elementos que pertenecen al grupo deben estar marcados con la
condición Disconnect Group.
Si los ejes locales están definidos, los grados desconectados están
relacionados con estos ejes locales. Sino, estos están conectados a los
ejes globales.

172 Desconectar Grupo
4.4.4 Desconectar Grupo
Esta condición se utiliza en colaboración con Disconnect All y se utiliza
para marcar los elementos que pertenecen a la parte común con un
Grupo común.
4.4.5 Ejemplos de desconexión: vigas
En este ejemplo, una parte, denominada Id1, está definida con las dos

RamSeries
173
barras que tienen una conexión rígida entre ellas. Grado y rotación
y están desconectadas del resto de barras. Así, la tercera barra tiene
rotación libre relacionada con estas dos.
Típicos resultados en impulso para este nodo.
4.4.6 Ejemplos de desconexión: láminas
En este ejemplo, una parte, denominada Id1, se define con todos los
elementos que pertenecen a alguna de las dos caras. El grado de

174 Ejemplos de desconexión: láminas
Rotación z y desplazamiento x están desconectados para todos los
elementos que pertenecen a alguna de las caras y contienen un nodo ó 2
en la línea de conexión. Así pues, los elementos de la otra cara tienen
rotación libre relacionada con los elementos de esta cara.
4.5 Masas
Cuando realizando un análisis dinámico, la masa de la estructura ha sido
especificada.
4.5.1 Punto masa
Esta es la masa aplicada a un punto de la estructura. Por defecto las
unidades están en kilogramos para la traslación de los componentes de
masa y kilogramos por metro cuadrado para la rotación de los
componentes de masa.
4.5.2 Viga masa
La masa de la viga se especifica cuando consideramos la distribución de
la masa en la viga.
Por defecto las unidades están en kilogramo / metro para translación de

RamSeries
175
masa y kilogramo.metro para masa racional.
Nota: Si esta condición se aplica sobre un alinea que es el contorno de
una lámina pero no tiene asignadas propiedades de viga, ésta es
considerada automaticamente "face-shell mass"
4.5.3 Masa de la superficie de la lámina
Esta es una masa aplicable a un elemento de la lámina de la estructura.
Por defecto las unidades están en kilogramos/metros cuadrados.

176 Masa de la superficie de la lámina
4.6 Casos de carga
4.6.1 Casos de carga simple
Un caso de carga es un grupo de una o más cargas asignadas a
entidades. Cuando un nuevo modelo se define en ramseries, se define
por defecto, caso de carga, denominado Caso de carga 1. Sepuede
renombrar este caso de carga haciendo doble click en la etiqueta del
caso de carga. Tambien se pueden definir nuevos usando el botón
derecho en una etiqueta de de los casos de carga en el árbol y eligiendo
la opción 'Copy' , o pulsar el botón derecho sobre la etiqueta 'Loadcases'
y 'Create new Loadcase'.

RamSeries
177
Cuando una carga está asignada a una ó varias entidades, esta carga se
inserta dentro del caso de carga que está generalmente activo.
Si los casos de carga combinados no están definidos, Ram series calcula
sólo un análisis que es equivalente a todas estas cargas que pertenecen
a un único caso de carga.
4.6.2 Casos de carga combinados
Los casos de carga combinados están definidos en la ventana de casos
de carga.
Data->Loadcases

178 Casos de carga combinados
Cuando se utilizan combinación de casos de carga, ya existe una
combinación por defecto. Para crear más, seleccione con el botón
derecho del mouse sobre el nombre del caso de carga ya existente.
Aparece un menú que ofrece varias opciones.
Un factor debe estar introducido para cada simple caso de carga. Este
factor multiplicará la carga para crear el caso de carga combinado. En la
parte de postproceso, después de análisis, habrá un resultado diferente
para cada combinación de caso de carga. Entrar el valor 0.0 para
desactivar el caso de carga.
El campo ELU no modifica el resultado de las fuerzas del análisis. Sólo
está considerado en la dimensión de la sección concreta. Esto significa:
Si está activado, la combinación de casos de carga se utiliza para el
cálculo de la sección a colapsar. Normalmente, los factores ampliados
son mayores que 1.0
Si no está activado, la combinación de casos de carga, se utiliza para
el cálculo de la sección en servicio. Generalmente, los valores
ampliados son 1.0
4.7 Cargas estáticas

RamSeries
179
Cuando una carga estática se asigna a las entidades, automáticamente
se inserta en los casos de carga activos. Vea la sección de casos de
carga para más detalles.
4.7.1 Punto de carga
Esto es una carga aplicada a un punto de defecto las unidades son
Newtons para los componentes de fuerza y Newton·metro para los
componentes de impulso. El signo de los componentes es igual al
definido para las prescripciones. Las cargas de sólidos en 3D sólo tienen
tres componentes.
4.7.2 Propio peso
Si esta condición se aplica a la viga, elemento de la lámina ó elemento
sólido, la carga, debido a su propio peso se aplica, basándose en el peso
específico y otros parámetros descritos en las propiedades.
Esta condición se debe aplicar a las líneas de las vigas, caras de las
láminas y volúmenes del análisis de sólidos.
4.7.3 Cargas de presión de viga
Existen tres tipos de cargas de presión para vigas:
1 Carga de viga global
2 Carga proyectada de viga global
3 Carga de viga local
En todos estos casos la presión aplicada se dará por defecto en

180 Cargas de presión de viga
unidades de Newton/metro. En la carga global, la carga se dará
relacionada con los ejes globales. La carga global proyectada se da
también en los ejes locales pero la longitud considerada de la viga es
ortogonal a la carga. La carga local está relacionada a los ejes locales
definidos en la sección de propiedades. Una carga de (0,0,-P) N/m en
ningún caso será (para una viga de longitud L):
Z
Y
X
L
L
Z Y
X
L
Carga global Fuerza total:
( 0 0
Carga 0 global proyectada Fuerza Carga total: local Fuerza 0total: - P · L) (
- P · L · cos) ( P · L · sin
0
- P · L · cos)
En la carga local de la viga hay un campo adicional que es el torsor local
de impulso.
4.7.4 Cargas de la superficie de la lámina
Existen cinco tipos de cargas de superficie para láminas:
1 Carga global de la lámina
2 Carga proyectada global de la lámina
3 Carga local de la lámina
4 Carga triangular
5 Carga Hidrostática
En todos los casos la presión aplicada se da en unidades de
Newton/metro 2 por defecto. En la carga global, la carga tambien se da en
relación con los ejes locales. La carga global proyectada está dada
también en los ejes globales pero el área considerada de la lámina es
ortogonal a carga local está conectada a los ejes locales definidos en la
sección de propiedades. Será en cualquier caso una carga de (0,0,-P)
N/m 2 (para una lámina de longitud L y anchura W):

RamSeries
181
Z
Y
X
L
W
Carga global Fuerza total:
( 0 0
- P · L · W)
L
W
z
y
x
0
Carga global proyectadaFuerza Carga total: local Fuerza 0 total:
(
- P · L · cos · W) ( P · L · sin · W
0
- P · L · cos · W
L
W
La carga triangular es como la Carga Global de una lámina pero con una
variación triangular en sus valores. Está definida mediante dos puntos,
dados por sus coordenadas y valores de presión asociados a cada uno
de esos puntos. La presión asignada a los elementos que proyectan
entre los puntos es una interpolación linear entre los dos valores. Los
elementos que proyecta fuera tienen una presión valor cero.
Ejemplo:
P1
10
y
Punto 1: 0,10,0Presión 1: P1,0,0Punto 2: 0,0,0P
P2
x

182 Cargas de la superficie de la lámina
La carga hidrostática está definida en relación con la dirección de la
gravedad introducida en la sección de datos del problema. La
coordenada de referencia está relacionada a esta dirección. El peso
propio del agua esta dado, por defecto en unidades como N/m 3 .
y
10
Gravedad: 0, - 1,0Rf coordenada:10
x
4.7.5 Carga de la presión de contorno de la lámina
Con esta condición es posible aplicar la presión en una línea que es el
contorno de la superficie de la lámina. La presión viene dada por defecto
en N/m. Si el campo de ejes locales está seleccionado a Global, el
vector de presión estará relacionado a los ejes locales. Automatic
permite definir un sistema de ejes locales automático que es diferente
para cada elemento. El vector de presión estará relacionado a estos
ejes. Esta última opción es útil para asignar una presión local al contorno
de la lámina. Vaya a: Data->Conditions->Static Loads->Shell face
load->Draw->Draw all conditions->Only local axes para ver la definición
automática de los ejes locales.
La carga de la cara triangular e hidrostática está definida igual a la otra

RamSeries
183
en las cargas de superficie de la lámina.
4.7.6 Cargas de superficie sólida
Existen cinco cargas de superficie para sólidos:
1 Carga de presión global
2 Carga de presión global proyectada
3 Carga de presión local
4 Carga triangular
5 Carga hidrostática
En todos los casos la presión aplicada está dada en unidades
Newton/metro 2 por defecto. En la carga global, la carga viene dada con
relación a los ejes locales. La carga global proyectada está dada también
en los ejes globales pero el área considerada del contorno del sólido es
ortogonal a la carga. La carga local sólo tiene una componente y es la
presión normal en el contorno de la superficie. Su valor es positivo
cuando los puntos de presión van hacia dentro del volumen. Será en
cualquier caso una carga de (0,0,-P) N/m 2 (para el contorno de
superficie de longitud L y achura W de un sólido):
Nota: En la carga local el valor será +P
W
W
W
Z
Valor positivo
Y
X
L
L
L
Carga global Fuerza total:
( 0 0
Carga 0global proyectadaFuerza Carga total: local Fuerza 0total: - P · L · W) (
- P · L ·
( cos · W)
P · L · sin · W
0
- P · L · cos · W)
Las cargas triangulares e hidrostáticas están definidas de igual manera
que las otras cargas de superficie de la lámina.

184 Carga de temperatura
4.7.7 Carga de temperatura
Es posible definir a cada viga la carga debida a los cambios en valores a
introducir son:
Alpha (α): La constante expresada en 1/ºC (grados Celsius)
Delta T (∆T): Incremento de temperatura en grados Celsius.
La deformación añadida a la viga es:
4.8 Cargas dinámicas
Cuando una carga dinámica se asigna a una entidad (punto, línea ó
área), automáticamente se añade al caso de carga activo insertado en
los casos de carga activos. Para más detalles diríjase a la sección de
casos de carga. Cada tipo de carga dinámica tiene cargas con las
siguientes opciones:
Amplitudes: Indique la amplitud de las cargas dinámicas
Parámetros: Definen la variación del tiempo en las cargas dinámicas
variación en tiempo de las cargas dinámicas.

RamSeries
185
La variación del tiempo se puede definir usando variaciones
harmónicas(Seno/carga coseno) ó especificando valores discretos en la
forma de la tabla (Tabla).
4.8.1 Carga de punto dinámico
Esta es una carga aplicada a un punto de la estructura. Por defecto la
unidad está en Newton. Por defecto las unidades están en Newtons para
los componentes de fuerza y Newton·metro para los componentes
impulso. Los signos de los componentes siguen la regla establecida para
las restricciones. El signo de los componentes es igual al que está
definido en las restricciones.
4.8.2 Carga de presión en la viga
Existen dos tipos de cargas de presión para vigas:
1 Carga dinámica global de viga
2 Carga dinámica local de viga
En todos los casos la presión aplicada está especificada por defecto en
Newton/metro. La presión aplicada se dá en unidades por defecto
Newton/metro. La carga global está especificada en las coordenadas. En

186 Carga de presión en la viga
la carga global, la carga se da en relación con los ejes globales. La carga
local está especificada en las coordinadas locales definidas en la sección
de propiedades. La carga local está relacionada a los ejes locales
definidos en la sección de propiedades. Una carga de (0,0,-P(t) ) N/m
tendrá la siguiente forma respectivamente en cada caso (considerando
una viga de longitud L): en cada caso será (para una viga de longitud L):
Z
Y
X
Z
X
L
L
Carga global Fuerza total.:
( 0 0 Carga local Fuerza total:
- P(t) · L) ( P(t) · L · sin
0
- P(t) · L · cos)
La carga de la viga dinámica local tiene un campo adicional para el
momento local del torque. En la carga de la viga dinámica local existe un
campo adicional que es el impulso tosor local.
4.8.3 Cargas dinámicas de la superficie de la lámina
Existen cinco tipos de cargas de superficie para láminas:
1 Carga dinámica global de lámina
2 Carga dinámica local de lámina
En todos los casos la presión aplicada se especifica por defecto en
unidades Newton/metro 2 . La carga global se especifica en coordinadas
globales. En la carga global, la carga viene relacionada a los ejes
globales. La carga local está especificada en las coordenadas locales
definidas en la sección de propiedades. La carga local está relacionada a
los ejes locales definidos en la sección de propiedades. Una carga de
(0,0,-P(t) ) N/m 2 tendrá la siguiente forma respectivamente en cada caso
(considerando la longitud de L y la anchura de W):

RamSeries
187
Z
Y
X
L
0
Global load Total force: 0
(
- P(t) · L · W)
W
z
y
x
L
W
Local load Total force:
( P(t) · L · sin · W
0
- P(t) · L · cos · W)
4.8.4 Carga dinámica de la presión de contorno
Con esta condición es posible aplicar una presión dinámica a una línea
que forma el contorno de una superficie de lámina. La presión por
defecto se da en N/m. Si en el campo de los ejes locales se selecciona
Global, la presión del vector se especifica de acuerdo con los ejes
globales. La opción Automatic permite la definición de un sistema de
ejes locales que es diferente para cada elemento. La presión del vector
se referirá a estos ejes. Esta última opción es útil para asignar una
presión local al contorno de : Data->Conditions->Dynamic Loads->Dyn.
Shell face load->Draw->Draw all conditions->Only local axes para ver
como se definen los ejes locales automáticos.
4.9 Propiedades generales
Estas propiedades definen ambos parámetros, de material y de sección
ó de lámina.
Data->General Properties

188 Global and Local axes for beams (Ejes globales y locales para vigas)
4.9.1 Global and Local axes for beams (Ejes globales y locales para
vigas)
El modelo se crea en referencia al sistema global de ejes XYZ que es
único para problemas enteros. No obstante, cada viga debe tener su
propio sistema de local de ejes X'Y'Z' para:
1 Diríjase a la sección de propiedades como Inertia modulus ó
thickness and height de este sistema.
2 Alguna de las cargas (las cargas Locales que tienen el prefijo Local)
se especifican en relación a este sistema coordinado en relación
también a este sistema.
3 Las fuerzas resultantes en las vigas relacionan este sistema. Los
resultados de fuerzas sobre las vigas se reieren a este sistema de ejes
locales.
The main property of this system is that the local X' axis axe must have
the same direction as the beam. than the beam.
Global axes system
Z
Y
Y
Beam
X
Z
X
Local axes system
Los caminos para definir los sistemas de ejes locales son:
1 Por defecto. El programa asigna a cada viga un sistema de ejes
locales diferente con el siguiente criterio:
El eje X' tiene la dirección de la viga.
Si el eje X' tiene la misma dirección que el eje global Z, el eje Y' tiene
la misma dirección que el global X. Si no, el eje Y' estará calculado
como si fuese horizontal (ortogonal a X' y Z)

RamSeries
189
El eje Z' es la intersección producto del eje X' y el eje Y'. Intentará
señalar en el mismo sentido que el global Z (el punto producto de los
ejes Z y Z' será positivo ó cero).
Nota: La idea intuitiva ?? es que las vigas verticales tienen el eje Y' en la
dirección del global X. Todas las otras vigas tienen el eje Y' horizontal y
con el eje Z' marcando hacia arriba. ¿?
2 Automático. Similar al anterior pero uno de los sistemas de ejes
locales está automáticamente asignado la viga por GiD. La orientación
final se puede comprobar con Axes en la ventana de Condiciones de
GiD.
3 Automatic alt. Similar al anterior pero una propuesta alternativa del
sistema de ejes locales que se da. Generalmente, los usuarios suelen
asignar ejes locales Automáticos y comprobarlos, después de la
asignación con local axes. Si se desea un sistema diferente de ejes
locales, generalmente rota 90 grados desde el primero, entonces sólo
es necesario asignar de nuevo la misma condición a las entidades con
alt seleccionada.
4 Usuario definido. Los usuarios pueden crear y nombrar diferentes
sistemas de ejes locales con el comando GiD:
Data->Local axes->Define
Y con los diferentes métodos que se pueden allí se pueden seleccionar.
Los nombres los ejes locales definidos se añadirán al menú donde se
seleccionan los ejes locales.
Nota 1:ramseries intenta corregir el sistema de ejes locales si el eje local
X' no marca en la dirección de si el eje local X' es ortogonal a la dirección
de la viga.
Nota 2: El sistema final de ejes locales para cada viga se visualizará en
el estado de postproceso. Es conveniente comprobar la corrección de
estos sistemas después de realizado el cálculo.

190Global and Local axes for shells (Ejes Globales y Locales para láminas)
4.9.2 Global and Local axes for shells (Ejes Globales y Locales para
láminas)
El modelo está creado con relación al sistema de ejes globales XYZ que
es único para el problema entero. Pero cada elemento de la lámina tiene
su propio sistema de ejes locales X'Y'Z' para:
1 Remítase a la sección de propiedades como ortotropia, de este
sistema.
2 Alguna de las cargas (las que tienen el prefijo Local) están
relacionadas también a este sistema.
3 Las fuerzas resultantes sobre la lámina están remitidas a este sistema
local de ejes.
4 La dimensión del acero se basa en las direcciones de X' e Y'.
La principal propiedad de este sistema local de ejes es que el eje local Z'
debe tener la misma dirección que el normal del elemento.
Sistema ejes global
Z
Y
Sistema ejes local
Z
Y
X
Elem. lámina
X
Los caminos para definir el sistema de ejes locales son:
1 Por defecto. El programa asigna a los diferentes sistemas de ejes
locales de la lámina siguientes criterios:
Siendo N la unidad normal del elemento de la lámina, U el vector
(0,1,0) y V el vector (0,0,1). Entonces:
El eje Z' tiene la dirección y sentido de N.
Si N

RamSeries
191
Si no, el eje X' estará en la dirección de la cruz producto de V y N
(VxN).
Eje Y' será la cruz producto del eje Z' y el eje X'.
Nota: En principio, este sistema de ejes locales está calculado para que
si un elemento está contenido cerca del plano XY, el eje local X' señalará
hacia el eje global X. Si no, este eje X' se obtiene como ortogonal al eje
global Z y local al eje Z'.
2 Automático. Similar al anterior pero el sistema de ejes locales se
asigna automáticamente a la lámina mediante GiD. La orientación final
puede comprobarse con Axes en la ventana de condiciones de GiD.
3 Automático alt. Similar al anterior pero una propuesta alternativa de
los ejes locales que se dan. Generalmente, los usuarios suelen
asignar ejes locales automáticos y comprobarlos, después de la
asignación, con local axes. Si se considera un sistema de ejes locales
diferente, generalmente rota 90 grados desde el primero, entonces
sólo es necesario asignar otra vez la misma condición a las entidades
con la selección de alt.
4 Usuario definido. Los usuarios pueden crear y nombrar diferentes
sistemas de ejes locales con el comando GiD:
Data->Local axes->Define
y con los diferentes métodos que se pueden seleccionar aquí. Los
nombres de los ejes locales definidos se añadirán al menú donde los
ejes Locales están seleccionados en la ventana de condiciones.
Nota 1: ramseries intenta corregir el sistema de ejes locales si el eje local
Z' no señala a la dirección del normal de elemento. Este fallará si el eje
local Z' es ortogonal a la dirección de la normal.
Nota 2: El sistema final de ejes locales para cada elemento de la lámina
se podrá visualizar en el estado de postproceso. Es conveniente
comprobar las correcciones de estos sistemas después de haber
realizado el cálculo.

192 Vigas
4.9.3 Vigas
4.9.3.1 Sección Rectangular
Esta condición se asigna a las vigas con su sección
rectangular.
transversal
Width y es la anchura de la sección rectangular siguiendo la dirección
Y'. Width z es la anchura en la dirección Z'. G es el impulso de torsión
(8.1e10 N/m² para el acero) y E es el impulso de Young (2.1e11 N/m²
para el acero).
Note: Recuerde ésto para un materia isotrópico:

RamSeries
193
(para el acero υ=0.3)
El Peso Específico (diferente a la densidad). El peso es considerado
en la dirección de la gravedad, la cual se define más tarde. Las
unidades por defecti son N/m³.
Una vez colocados los valores, debe asignarse la condidión a las vigas.
Once the values are filled in, the condition must be assigned to the
beams.
4.9.3.2 Sección Genérica
La definición de las propiedades para una sección de viga general es
muy similar a una de sección rectangular. En vez de dar la anchura y
altura de la sección, se dan el area (A), el impulso Torsor (J) y el impulso
de inercia para los ejes Y' (Inercia y) y Z' (inercia z) de la viga. Las
unidades por defecto son m² y para el impulso de inercia son mt.
Tambien es posible calcular automaticamente las propiedades de las
secciones predefinidas (Sólido Rectangular, Sólido Trapezoidal, Sólido

194 Sección Genérica
Circular, Sólido Semicircular, Tubo, Doble T ), introduciendo las
dimensiones deseadas en la ventana que aparecerá tras pulsar el botón
"Predefined Section".
4.9.3.3 Biblioteca de sección
Hay disponible una extensa biblioteca en RamSeries para definir
secciones de acero stardard.
Si presionamos el botón Edit, nos aparece la ventana de la biblioteca de

RamSeries
195
secciones, y podemos elegir la sección deseada y revisar las
propiedades geométricas.
4.9.3.4 Refuerzos navales
En RamSeries, es posible asignar las propiedades de los refuerzos de
plástico reforzado con fibra (muy común en las lanchas motoras o cascos
de naveganción de plástico) de las vigas.
Despues de pulsar el botón "Edit", se deplega una ventana donde poder

196 Refuerzos navales
definir las propiedades del material. En esta ventana es posible introducir
las propiedades mecánicas del plástico reforzado con fibra como un
todo, o tambien puede introducir por separado las propiedades de fibra y
resina (cuya ventana aparece al pulsar el botón "Fiber-Resin"), y las
propiedades de los componentes se calcularán automaticamente.
Tambien hay una bbiblioteca con varios componentes ya
definidos.
Despues de que las propiedades de los componentes a usar estén
definidos, es necesario definir las diferentes láminas que se utilizarán.
Puede hacerse desde la siguiente ventana (etiquetada "Laminate")

RamSeries
197
En la siguiente etiqueta ("Section") es pusible definir la sección de y sus
propiedades mecánicas.
4.9.4 Láminas

198 Isotropic Shell
4.9.4.1 Isotropic Shell
4.9.4.2 Anisotropic Shell
Not translated yet
las propiedadesx definiddas en esta sección son similares a las de la
condición Isotropic Shell. La diferencia es que el material es ortotrópico.
Los ejes ortotrópicos son los definidos en la sección Local axes. Las
propiedades a introducir son los impulsos de Young (E , E ), los
x y
coeficientes de Poisson (nu , nu ) y los módulos de Shear (G , G ,
xy yx xy xz
G ). Todo ellos se refieren a los ejes locales X' e Y'.
yz
Nota: Recuerde que para manterner las hipótesis de elasticidad es
necesario que:
E x· nu xy
= E y· nu yx
Las unidades por defecto para E y G son N/m² y nu es no-dimensional.
Recuerde que para un material isotrópico:

RamSeries
199
Para un material ortotropico:
4.9.4.3 Laminate Shell
Así como para "Naval Stiffeners", es posible asignar a las láminas las
propiedades del plástico reforzado con fibra.

200 Laminate Shell
Las ventanas bajo las etiquetas "Materials" y "Laminate" son
completamente análogas a las de "Naval Stiffeners"

RamSeries
201
4.9.4.4 Stiffened Shell
En RamSeries es posible definir una lámina que tendrá las propiedades
de una placa reforzada con refuerzos soldados a ella.

202 Stiffened Shell
Para definir las propiedades de esta placa, los datos necesarios son: El
espesor de la placa ( Thickness ), la distancia entre los refuerzos
( Clearance), la dirección del refuerzo ( Stiffener Direction) (preste
especial atención con los ejes locales de la lámina), y el tipo de sección
de refuerzo a usar.
Tambien es posible elegir el tipo de acero (A37, A42 o A52)

RamSeries
203
4.9.5 Materials
Hay una extensa biblioteca de materiales disponible en RamSeries. Las
propiedades de esos materiales tambien pueden editarse.
Estos materiales so nlos únicos que pueden elegirse en las diferentes
ventanas de Propiedades de Vigas y láminas.
4.9.6 Solid properties (Propiedades de sólido)

204 Solid properties (Propiedades de sólido)
La condición se asigna a los volúmenes sólidos
Las propiedades a introducir son:
Unidades. Definidas en la sección previa.
E el Módulo de Young (2.1e11 N/m 2 para el acero) y nu es el
coeficiente de Poisson con valor 0.3 para el acero (no es dimensional).
El Peso Específico es el propio peso del sólido (diferente de la
densidad). El peso está considerado en la dirección de la gravedad, la
cual se definirá más tarde. Por defecto, las unidades están en N/m 3 .
Una vez que se han rellenado los valores, se debe asignar la condición
al volumen que define al sólido.
Las condiciones que se han asignado se pueden visualizar con el botón
Draw en la ventana de condiciones.
4.10 Datos del problema
Esta es la información necesaria para el análisis y no es relativa a la
geometría.

RamSeries
205
4.10.1 Unidades
Mesh Units son las unidades por las que están representadas las
coordenadas de la geometría y Results Units son las unidades
utilizadas para representar el resultado del análisis.
Las unidades de malla pueden ser: metros (m), centímetro (cm) ó
milímetro (mm)
Los resultados se pueden expresar como:
N-m-kg donde:
Desplazamientos están en m
Velocidades están en m/s
Aceleraciones están en m/s^2
Fuerzas están en N/m ó N·m/m
Presiones están en Pa= N/m 2
N-mm-kg donde:
Desplazamientos están en mm
Velocidades están en mm/s
Aceleraciones están en mm/s^2
Fuerzas están en N/mm ó N·mm/mm
Presiones están en in N/mm 2
Kp-cm donde:
Desplazamientos están en cm

206 Unidades
Velocidades están en cm/s
Aceleraciones están en cm/s^2
Fuerzas están en Kp/cm or Kp·cm/cm
Presiones están en Kp/cm 2
KN,m,Mpa donde:
Desplazamientos están en m
Velocidades están en m/s
Aceleraciones están en m/s^2
Fuerzas están en kN/m ó kN·m/m (kN=10 3 N)
Presiones están en Mpa=10 6 Pa
Nota: las unidades en este último sistema no forman un sistema
compatible
4.10.2 Gravedad
Los tres componentes de la gravedad que definen un vector, el que
estará normalizado dentro del programa y representa la dirección de la
gravedad si se considera el propio peso.
4.10.3 Resultados

RamSeries
207
Beam Res granularity significa el número de subdivisiones que tendrá
cada viga para representar los resultados. Muchas subdivisiones dan
más calidad en la visualización de los resultados y más espacio de disco.
Esta opción no modifica la precisión del resultado, sólo la visualización.
Shell res axes permite seleccionar si las fuerzas resultantes se
expondrán en los ejes locales, en los ejes principales ó en ambos. Los
ejes locales son los únicos definidos en la sección de propiedades. Los
ejes principales se definirán después. Si no es necesario ahorrar espacio
en el disco, seleccionar ambos.
Output shell stresses si se selecciona, las presiones y Von Misses se
calculará tanto parala cara anterior como la posterior de la lámina.
Output_beams_Maximums Cuando hay más un caso de carga, es
posible obtener un resultado especial de caso de carga que contenga el
máximo para vigas. La opción Automatic lo devuelve sólo si hay
secciones de acero. Always, lo devuelve si hay más de un caso de
carga.
Shell internal 6-noded elem Si se selecciona, la malla generada es
como 3-noded triangle elements que estarán internamente calculados
como 6-noded triangles. Esto da más precisión en los resultados y
necesita más tiempo de proceso. Se podrá utilizar siempre excepto

208 Resultados
cuando las fuerzas en el plano de la lámina sean dominantes. En este
último caso, ambas opciones son factibles.
Shell smooth res Si se selecciona, ramseries suavizará los resultados
de la fuerza donde sea posible. Los resultados del cálculo son fuerzas en
el interior de cada elemento que son discontinuos de un elemento a otro.
El suavizado significa aproximar otros valores de las fuerzas tanto como
sean continuos de un elemento a otro. Esto sólo se puede hacer si la
geometría está suavizada por sí misma de un elemento a otro.
Smooth per material: (opción sólo disponible para sólidos). Cuando se
mezclan dos materiales muy diferentes, como acero y hormigón, las
fuerzas no son continuas entre los materiales. Entonces, es necesario
seleccionar esta opción para ver el empuje de las fuerzas en el contorno
de los dos materiales.
4.10.4 Avanzado
Esta sección trata opciones avanzadas para el análisis y postproceso.

RamSeries
209
4.10.4.1 Solver lineal
Esta opción de tipo de Solver facilita al usuario seleccionar la ecuación
del solver. Las opciones son:
Automático: El programa selecciona el mejor solver dependiendodel
tamaño del problema. Los pequeños problemas utilizan Skyline y los
problemas grandes utilizan Sparse.
Skyline: El solver Cholesky utiliza un almacenamiento de la matriz
skyline, un solver directo que requiere una gran cantidad de memoria.
La ventaja es que siempre da una solución si el problema está
correctamente definido. Si hay varios casos de carga, el solver directo
puede guardar gran cantidad de tiempo de proceso.
Sparse: Utiliza un solver de gradiantes conjugados con
almacenamiento sparse. Es un solver iterativo que requiere mucha
menos memoria que el directo. Puede no converger en algunos casos.
Si no da una solución, pruebe con el solver Skyline después de
comprobar la definición del problema. Si se habilita esta opción, varios
parámetros pueden ser modificados:
Tolerancia solver: Cuando dos iteraciones sucesivas no difieran por
más de la tolerancia especificada, el solver se parará.
Mínimo de tolerancia solver: Si el solver llega al máximo número de
iteraciones, esta tolerancia decidirá si se aceptan los resultados.
Max. iteraciones: Número máximo de iteraciones permitido.
Generalmente, la mejor opción es seleccionar Automatic. Los usuarios
avanzados pueden seleccionar el solver Skyline si no ocupa demasiada
memoria y el solver Sparse para grandes problemas dependiendo de la
memoria RAM disponible.
4.10.4.2 Solver eigen
El eigensolver utilizado en el análisis de frecuencias y modos de
vibraciones es el método de subespacio iterativo. La opción

210 Solver eigen
Eigensolvermax iterations indica el número máximo de iteraciones para
ser realizadas mediante el eigensolver.
4.10.4.3 Resultado dinámico
Un análisis dinámico genera una gran cantidad de resultados los cuales
pasarán al postproceso. Para reducir este total de datos, Ramseries
ofrece la posibilidad de seleccionar que resultados se necesitan (Escribir
Desplazamientos, Escribir Velocidades, Escribir Aceleraciones, Escribir
Fuerzas y Escribir Reacciones)
Utilizando la opción Output Step , el usuario puede especificar cuantos
resultados interinos se pueden incluir en el archivo de postproceso.
4.10.5 Análisis
Problema tipo: Generalmente, esta opción debe seleccionarse para
vigas y láminas. Si el problema a analizar sólo tiene elementos en el
plano y se pueden considerar como una tensión excesiva del plano,
fuerza del plano ó problema del plano, seleccione una de estas opciones.
En estos casos, la introducción del dato es igual que como para el
análisis general pero la resolución del problema es mucho más rápida.
Por lo que, ahorra mucho tiempo de proceso.
Considerando Beam P-Delta: Si se selecciona esta opción, el método
P-delta se aplicará para calcular los efectos de segundo orden para las
columnas.
Con cuidado por que uno de los efectos de una estructura mal diseñada
es que no será posible obtener una solución. El camino recomendado

RamSeries
211
para trabajar es calcular primero en primer orden y después en segundo
orden. Si el incremento de las fuerzas es más que cierto valor
(20%-30%), advierte de un rediseño de la estructura.
Análisis: Esta opción selecciona el tipo de análisis a realizar. RamSeries
puede llevar a cabo los siguientes análisis:
- Lineal Estático
- Lineal Dinámico
- No-lineal Estático
- No-lineal Dinámico
4.10.5.1 Dinámica Lineal
Si Tipo de Análisis se selecciona Dinámica Lineal y se presiona el botón
Preferencias de Análisis se deben indicar los siguientes datos
- Tipo de Análisis Dinámico: Existen tres posibles tipos de análisis
dinámico:
1-) Análisis Modal
2-) Integración Directa
3-) Análisis de Espectro.
1-) Análisis Modal

212 Dinámica Lineal
Si seleccionamos, aparecen las siguientes opciones:
Número de modos: Indican el número de modos para ser considerados
en el análisis de vibraciones.
Delta T: Indica el paso de tiempo a ser considerado en el análisis
dinámico.
Número de pasos: Indica el número total de pasos a ser considerados
en el análisis. El tiempo físico tal será DeltaT x Número_de_pasos.
Almacenamiento de la Matriz: Indica la manera de almacenaje de la
matriz dinámica. Existen dos posibilidades: Compacta y Consistente. Un
almacenamiento de una matriz compacta significa que las masas están
concentradas en los nodos y entonces la matriz masa está reducida al
vector. Un almacenamiento de matriz consistente significa que las masas
están consideradas consistentemente con el acceso de elemento finito y
entonces está completo el almacenamiento de matriz de masa.
Tipo de Amortiguamiento: Indica la manera en que se considera la
amortiguación. Hay dos posiblidades: Amortiguación Modal y
Amortiguación Rayleigh. En la opción amortiguación modal la

RamSeries
213
amotiguación se selecciona teniendo en cuenta las ecuaciones de los
movimientos de cada modo sin computar ninguna Matriz de
Amortiguación, con esta opción es necesario introducir el ratio de
amortiguación. En la opción de amortiguación Rayleing se procesa la
Matriz de Amortiguación proporcional a la rigidez y Matrices masa, con
esta opción es necesario introducir los coeficientes Alpha_M y Alpha_K.
Condiciones Iniciales: Indican las condiciones iniciales en los
desplazamientos por el análisis dinámico. Los desplazamientos iniciales
considerados son los que se obtienen en el análisis estático en Carga
Combinada caso 1.
2-) Integración Directa
Si seleccionamos, aparecen las siguientes opciones:
DeltaT: Indica el paso de tiempo a ser
dinámico.
considerado en el análisis
Número de pasos: Indica el número total de pasos considerados en el
análisis. El tiempo físico total será DeltaT x Número_de_pasos.
Gamma: Parámetro para el método de integración directa.

214 Dinámica Lineal
Beta: Parámetro para el método de integración directa.
Almacenamiento de la Matriz: Indica la manera de almacejade de la
matriz dinámica. Existen dos posibilidades: Compacta y Consistente. Un
almacenamiento de una matriz compacta significa que las masas están
concentradas en los nodos y entonces la matriz masa está reducida al
vector. Un almacenamiento de matriz consistente significa que las masas
están consideradas consistentemente con el acceso de elemento finito y
entonces está completo el almacenamiento de matriz de masa.
Tipo de Amortiguamiento: Indica la manera en que se considera la
amortiguación. Para Integraciones Directas se puede utilizar el enfoque
Amortización Rayleigh. Con esta opción es necesario introducir los
coeficientes Alpha_M y Alpha_K.
Condiciones Iniciales: Indican las condiciones iniciales en los
desplazamientos para el análisis dinámico. Los desplazamientos iniciales
considerados son los que se obtienen en el análisis estático en Carga
Combinada caso 1.
3-) Análisis de Espectro
Al seleccionar, aparecen las siguientes condiciones:

RamSeries
215
Número de modos: Indica el número de modos a ser considerados en el
análisis de vibraciones.
Almacenamiento de la Matriz: Indica el modo de almacenamiento de la
matriz dinámica. Hay dos posibilidades: Compacta y Consistente. Un
almacenamiento de una matriz compacta significa que las masas están
concentradas en los nodos y entonces la matriz masa está reducida al
vector. Un almacenamiento de matriz consistente significa que las masas
están consideradas consistentemente con el acceso de elemento finito y
entonces está completo el almacenamiento de matriz de masa.
Tipo Amortiguado: Indica la manera en que se considera la
amortiguación. Hay dos posiblidades: Amortiguación Modal y
Amortiguación Rayleigh. En la opción amortiguación modal la
amotiguación se selecciona teniendo en cuenta las ecuaciones de los
movimientos de cada modo sin computar ninguna Matriz de
Amortiguación, con esta opción es necesario introducir el Ratio de
amortiguación. En la opción de amortiguación Rayleing se procesa la
Matriz de Amortiguación proporcional a la rigidez y Matrices masa, con
esta opción es necesario introducir los coeficientes Alpha_M y Alpha_K.
Tipo Análisis de Espectro: Indica del tipo de Análisis de Espectro a
realizar. Hay dos posibilidades:
Códigos Seísmicos: Es posible realizar el análisis de espectro
establecido en la NCSE-94 de la regulación española.
Espectro definido por el usuario: El usuario tiene la posibilidad de
introducir las aceleraciones de espectro.
4.10.5.2 No-Lineal Estático
Si se selecciona el Tipo de análisis: NO-Lineal estático, y se presiona el
botón Preferencias del análisis, aparecen los siguientes datos:

216 No-Lineal Estático
Delta Fac indica el factor incremental para la carga.
Num inc indica el número de partes en que está dividida la carga total.
Automatic inc indica si se requiere un procediemiento de incremento
automático.
Control indica el tipo de control de carga requerido para el análisis.
RamSeries puede realizar Control de Carga, Control de Desplazamiento
y Control de Longitud de Arco.
Conv. tolerance static representa el valor de convergencia para el
análisis No-Lineal-Estátic..
Iteration type indica cuándo se recalcula la matriz de rigidez. RamSeries
puede realizar un recálculo en cada iteración de cada paso de carga
(N-R completo), o un recálculo en la primera iteración de cada paso de
carga (Modified N-R).
Max iter indica el número máximo de iteraciones permitidas en cada
paso de carga.
Line-Search indica si se requiere el uso del método de búsqueda de
línea.

RamSeries
217
Auto-ARC-switch indica si se requiere una activación automática al
Control de Longitud de Arco.
4.10.5.2.1 Incremento automático
Num Iter d indica el número de iteraciones deseadas en cada paso de
carga.
DeltaP max indica el máximo incremento de carga permitido.
DeltaP min indica el mínimo incremento de carga permitido.
4.10.5.2.2 Método Line-Search
Si se selecciona la opción Line-Search, se deben indicar los siguientes
datos
LS-loops define el número máximo de bucles de Line-search.
LS-toler define la torlerancia deseada.
LS-min define la longitud de paso máxima para el Line-Search.
LS-max define la longitud de paso mínima para el Line-Search.
Amp-max define la amplitud máxima de cualquier paso.

218 Método Auto ARC-switch
4.10.5.2.3 Método Auto ARC-switch
Si se selecciona la opción Line-Search, los siguientes datos deberán
indicarse.
C Stif indica el parámetro de rigidez deseado para la activación.
4.10.5.3 No-Lineal Dinámico
Si el Tipo de Análisis seleccionado es No-Lineal-Dinámico, y se presiona
el botón Preferencias de Análisis, aparece la siguiente ventana de datos

RamSeries
219
Integration method indica el método de integración temporal que debe
usarse en el análisis no lineal dinámico. RamSeries puede usar métodos
de integración temporal Explícitos e Implícitos.
T 0 indica el instante inicial para el análisis dinámico. En general, este
valor será cero.
DeltaT_variation indica la variación del paso temporal para un número
de pasos determinado. Estas opciones son muy útiles cuando se
necesitan distintos pasos de tiempo en el análisis
Matrix-storage permite seleccionar el tipo de almacenamiento para las
matrices de Masa y Amortiguamiento. Este almacenamiento puede ser
en un vector diagonal Concentrado o en una matriz Consistente.
Initial conditions indica qué tipo de condiciones iniciales se requieren.
La condición inicial puede ser definida manualmente por el usuario, o
pueden asignarse como condición inicial los valores obtenidos en el
análisis estático lineal realizado en Carga comb. 1
Gamma y Beta representan parámetros del método de Newmark de
integración temporal.
Alpha M representa el coeficiente de la Matriz de Masa en el

220 No-Lineal Dinámico
amortiguamiento de Rayleigh.
Alpha K representa el coeficiente de la Matriz de Amortiguamiento en el
amortiguamiento de Rayleigh.
Conv. tolerance dynamic representa el factor de tolerancia para la
convergencia del análisis dinámico no lineal.
Iteration-type indica si se selecciona el método completo, modificado, o
de Newton-Raphson.
Max-iter define el número máximo de iteraciones.
4.11 Condiciones iniciales
En los análisis Lineal y No-Lineal Dinámico, deben ser definidas las
condiciones iniciales de la estructura. Estas condiciones iniciales pueden
ser aplicadas para todos los grados de libertad (X,Y y Z, y rotaciones
para barras y láminas), y para todos los nodos del modelo.
Las unidades por defecto son metros para los desplazamientos en X, Y y
Z, y radianes para las rotaciones. Las restricciones en X, Y y Z
representan los desplazamientos a lo largo de los ejes, mientras que las
thetaX, thetaY y thetaZ representan las rotaciones alrededor de los ejes
correspondientes. Los signos siguen la regla de la mando derecha.

RamSeries
221
Esta condición puede ser aplicada tanto a puntos, lineas o a superficies.
Note: Los sólidos 3D sólo tienen 3 grados de libertad : desplazamientos
en X, Y y Z.
4.12 Elemento de contacto
En ramsolid se pueden acometer análisis de Contacto-Impacto entre
cuerpos.
Para modelar Contactos-Impactos entre cuerpos usando RamSeries, es
necesario crear la geometría de cada cuerpo e indicar las áreas
potenciales de contacto. Para definir estos contactos, existen dos
opciones en RamSeries:
1-) Utilizar las opciones del menú
Geometría->Crear->Contacto->Volumen o Geometría->Crear->Superficie
de Contacto para crear contactos entre superficies y lineas,
respectivamente. Esta opción permite generar automáticamente
elementos de contacto que unen los cuerpos que impactarán. En
cualquier caso, esta opción sólo puede usarse cuando las dos
superficies o volúmenes a conectar son homogéneos.

222 Elemento de contacto
2-) Conectar explícitamente los potenciales puntos de contacto. Esta
opción es muy útil cuando se conocen de antemano los potenciales
nodos que entrarán en contacto.
Con la condición de Contacto, se puede indicar cuáles son los elementos
de contacto entre los cuerpos. Esta condición se puede aplicar a líneas
superficies o volúmenes.
Penalización indica la rigidez del elemento de contacto.
4.13 Resultados
Una referencia para todos los resultados que se pueden mostrar, se
describe en esta sección.
4.13.1 Resultados Generales
Son aplicables a las vigas, láminas y sólidos
Unidades por
defecto
Notas

RamSeries
223
Casos de carga
Una para cada
comb. de caso
de carga
NINGUNA
Todos los
resultados están
expuestos en el
caso de carga
activo
Desplazamientos Disp_X, Disp_Y,
Disp_Z,
|displacements|
m
Desplazamientos
absolutos en los
ejes globales
Velocidades
Vel_X, Vel_Y,
Vel_Z,
|velocities|
m/s
Velocidades
absolutas en los
ejes globales.
Sólo disponible
en análisis
dinámicos.
Aceleraciones
Accel_X,
Aceel_Y,
Accel_Z,
|accelerations|
M/s^2
Aceleraciones
absolutas en los
ejes globales.
Sólo disponible
en análisis
dinámicos
Modos de
vibración
Una para cada
modo
M
Desplazamientos
absolutos en
ejes globales.
Sólo disponible
en análisis
dinámicos
Reacciones X,Y,Z N Son vectores
nodales

224 Resultados Generales
Impulso de
reacción
Mx,My,Mz N·m Son vectores
nodales. No
aplicable para
sólidos
4.13.2 Resultados en vigas
Ejes locales y fuerzas para vigas.
Nombre
Unidades por
defecto
Notas
Desplazamiento
de viga
Velocidades de
viga
Aceleraciones
de viga
Módulo m Desplazamientos
absolutos en
ejes globales
Módulo m/s Velocidades
absolutas en
ejes globales.
Sólo disponible
en análisis
dinámicos
Módulo m/s^2 Aceleraciones
absolutas en
ejes globales.
Sólo disponible
en análisis
dinámicos
Fuerza axial N N Fuerza axial en
la viga

RamSeries
225
Impulso M , M y' z'
N·m Impulso en los
ejes locales de
la viga
Corte Q , Q y' z'
N Fuerza del corte
en los ejes
locales de la
viga
Torsor T N·m Torsor impulso
en la viga
Ejes de vigas
locales
Factor de
resistencia al
acero
No dimensional
Las fuerzas
están
expresadas en
estos ejes
Un factor,
calculado sólo
para perfiles en
la biblioteca del
acero, que
significa
seguridad si RF
< 1 y no es
seguro para RF
> 1
El criterio de signos para el impulso de Y' es:

226 Resultados en vigas
Y
Z
X
-
B
A
-
+
El diagrama se dibuja en el plano X'Z' y en la cara de la viga donde está
valores positivos del impulso significan que la tracción es en la cara Z'
(en la cara negativa de Z').
El impulso Z' es el impulso que rota alrededor del eje Z'. El criterio de
signos para el impulso Z' es:
Y
X
-
-
Z
+
El diagrama se dibuja en el plano X'Y' y en la cara de la viga donde está
valores positivos del impulso significan que la tracción está en la cara -Y'
(en la cara negativa de Y').
El corte en Z' es el corte en el plano X'Z'. El criterio de signos es:
View results -> Beam diagrams -> Z' shear
+
Y
Z
X
-
El corte en Y' es el corte en el plano X'Y'. El criterio de signos es:

RamSeries
227
View results -> Beam diagrams -> Y' shear
+
Y
X
-
Z
Si se ha seleccionado más de un caso de carga, hay uno especial,
llamado Min Max, donde se muestran algunos diagramas especiales
para vigas. Muestran el máximo y el mínimo, para todos los casos de
carga, para todas las fuerzas. El resultado, factor de resistencia del
acero, también está dentro de este caso especial de carga.
4.13.3 Resultados en láminas
Ejes locales y fuerzas para láminas
Nombre
Unidades por
defecto
Notas
Fuerza Axial N , N , N x' y' x'y'
N/m Fuerza axial
en toda la
lámina
espesor por
unidad
anchura de la
lámina
Impulso M , M , M x' y' x'y'
N·m/m Impulso por
unidad
anchura de la
lámina

228 Resultados en láminas
Corte Q , Q x' y'
N/m Fuerza de
corte por
unidad
anchura de la
lámina
Fuerza
principal axial
N 11
, N 22
N/m Fuerza axial
en los ejes
principales
Impulso
principal
M , M 11 22
N·m/m 1 Impulso en
los ejes
principales
de impulso
Corte principal Q , Q m1 m2
N/m Corte en los
ejes
principales de
impulso
Fuerzas
Arriba y abajo
y Von Misses
N/m 2
Presiones en
la cara de
arriba y en la
cara de debajo
de criterio de
signos es el
mismo que
para los
sólidos. Para
mostrarlos es
necesario
activar una
opción en PD

RamSeries
229
Ejes locales
Las fuerzas se
expresan en
estos ejes
El criterio de signos para estas fuerzas es:
Z
sz
tzx
tzy
tyz
txz
tyx
sy
dz
sx
txy
dx
Y
X
dy
4.13.4 Resultados en sólidos
Fuerzas para sólidos en 3D.
Nombre
Unidades por
defecto
Notas

230 Resultados en sólidos
Fuerzas
normales
Sx,Sy,Sz N/m 2 También
llamadas
σ x
σ y
σ z
son las
presiones para
cada eje global
Fuerzas
tangenciales
Txy, Txz, Tyz N/m 2 También
llamadas
τ xy
τ xz
τ yz
Presiones
principales
Si, Sii, Siii N/m 2 Presiones
principales
expresadas en
los ejes
principales
Von Misses N/m 2 Valor escalar
para cada nodo
El criterio de signos para estas fuerzas es:
Z
sz
tzx
tzy
tyz
txz
tyx
sy
dz
sx
txy
dx
Y
X
dy

Appendixes
5.1 Apéndice 1: Gráficos en los resultados dependiendo del número
de nodos
Estos gráficos comparan la solución analítica del clásico problema de
una lámina delgada y cuadrada con diferentes tipos de carga. La variable
comparada es el desplazamiento del centro de la lámina. W es el valor
t
teórico y W es el resultado del análisis de elementos finitos para
fem
diferentes mallas.
El elemento 6-noded Reissner-Mindlin es el tipo de elemento utilizado en
ramseries. El TLC es otro elemento tipo utilizado como test.
5.1.1 Placa cuadrada con carga uniforme
La carga está uniformemente distribuida en toda es simétrica, sólo se
analiza una cuarta parte de la placa.
El ratio envergadura/espesor es 1000.
Note: El elemento denominado Reissner-Mindlin es el triángulo de 6
231

232 Placa cuadrada con carga uniforme
nodos implementado en Ramseries.
5.1.2 Placa cuadrada con carga puntual
La carga es puntual en el centro de es simétrica, sólo se analiza una
cuarta parte de la placa.
El ratio envergadura/espesor es 1000.
Note: El elemento denominado Reissner-Mindlin es el triángulo de 6
nodos implementado en Ramseries
5.1.3 Viga analizada como sólido en 3D
El desplazamiento máximo del sólido se compara con la solución de la
viga. Tenga en cuenta que la solución en 3D puede ser más precisa que
una solución de viga simplificada.

RamSeries
233
5.2 Apéndice 2: Teoría del análisis de vigas
En esta parte se da una breve teoría del análisis de vigas. Su propósito
es explicar que hace ramseries y no como el programa lo hace.
5.2.1 Supuestos básicos
Los supuestos básicos que son asumidos por ramseries para el análisis
de vigas son los siguientes:
P2
d
P1
P2 · d

234 Supuestos básicos
3 Superposición de cargas (Consecuencia del punto 2)
4 La deformación del corte no está considerada para vigas
5 Torsión simple
5.3 Apéndice 3: Teoría del análisis de láminas
En esta parte se da una breve teoría del análisis de láminas. Su
propósito es explicar que hace ramseries y no como el programa lo
hace.
5.3.1 Supuestos básicos
Los supuestos básicos que son asumidos por ramseries para el análisis
de láminas son los siguientes:
P2
d
P1
P2 · d

RamSeries
235
Y
Z
Z
Shell element
Medium plane
X
Y
X
El análisis de láminas está basado en la simplificación de la
representación de un sólido real, con una de sus dimensiones mucho
más pequeña que las otras dos, esto es medio plano
La hipótesis Reissner-Mindlin:
5 Todos los puntos pertenecientes al único normal del medio plano
tienen el mismo desplazamiento vertical (en sentido z')
6 Presiones normales σ es insignificante.
z
7 Los puntos que antes de la deformación pertenecían a la única normal
del medio plano, después de la deformación continúan perteneciendo
a una única línea recta, que no existe, necesariamente, ortogonal al
medio plano deformado.
De estas suposiciones es posible extraer las siguientes ecuaciones:

236 Supuestos básicos
donde
existen 5 grados de libertad que, añadiendo el 6º grado que viene de
la unión de las láminas en el espacio, da un total de 6 grados de libertad
que tiene cada nodo.

RamSeries
237
donde α es el coeficiente que corrige el trabajo tangencial transversal.
Desde aquí es posible definir las fuerzas en la lámina, las que se definen
como:
donde t es el espesor de la lámina.
5.4 Apéndice 4: Teoría del análisis de sólidos en 3D
En esta sección se da un breve sumario de la teoría del análisis de
sólidos. Este propósito es explicar que hace ramseries y no como el
programa lo hace.
5.4.1 Supuestos básicos
Los supuestos básicos que son asumidos por ramseries para el análisis
de sólidos son los siguientes:

238 Supuestos básicos
P2
d
P1
P2 · d

RamSeries
239
5.5 Apéndice 5: Teoría de análisis dinámico
Esta sección proporciona un breve resumen de la Teoría de análisis
dinámico de estructuras.
5.5.1 Análisis Modal
En un análisis dinámico , el sistema de ecuaciones correspondiente a
una estructura con n grados de libertad es:
Las correspondientes vibraciones libres no amortiguadas por el modelo
estructural se describen mediante el siguiente sistema de ecuaciones:
que corresponde a n eigenfrecuencias y n eigenvectores. Éstas son las
soluciones al siguiente sistema homogeneo de ecuaciones:
Estos eigenvectores se denominan formas modales y son ortogonales a
la matriz de masas y a la matriz de rigidez.
Formando en base completa
, se puede escribir
donde es una función escalar del tiempo, denominada coordenada
generalizada.
Usando las expresiones anteriores y considerando las propiedades de
ortogonalidad, se puede transformar un sistema de n grados de libertad
en un sistema de n ecuaciones con un grado de libertad cada una:

240 Análisis Modal
donde :
5.5.2 Integración Directa
Los métodos de integración directa buscan la historia de la respuesta
dinámica en el tiempo. La respuesta no se obtiene de forma contínua,
sino más bien para una determinada serie de puntos en el tiempo t . i
Uno de los métodos de integración directa más populares es el de
Newmark. El punto de partida es la ecuación que gobierna una
estructura con varios grados de libertad:
Para el instante t=t i
, esta ecuación toma la forma:
La velocidad y la aceleración de expresan como:
Sustituyendo estas expresiones en la ecuación del movimiento, se
obtiene:
donde,

RamSeries
241
En general, las condiciones iniciales son las de estructura en reposo
(velocidad y desplazamiento nulos).
5.5.3 Análisis Espectral
El análisis espectral se usa cuando la acción dinámica causa movimiento
seísmico en la base de la cimentación. En este caso, la ecuación del
movimiento desacoplada para cada modo se expresa según:
donde
es la aceleración seísmica.
Esta ecuación se puede resolver también usando el espectro de
respuesta. En este caso, sólo se obtiene la máxima respuesta de la
estructura. Si se asume para la ecuación anterior una máxima
aceleración de:
es evidente que la máxima aceleración de respuesta del sistema será
En consecuencia, el máximo desplazamiento es:

242 Análisis Espectral
Usando esta respuesta, se calculan los desplazamientos máximos en
todos los nodos para el modo j:
donde es el vector de los coeficientes de participación modal
correspondientes al modo j de vibración. Suponiendo que para grado de
libertad, la respuesta máxima no ocurre en el mismo instante para cada
modo, la máxima respuesta de la estructura no será igual a la suma de
los máximos correspondientes a cada modo:
Se proponen distintas fórmulas para encontrar el valor de a través
de . La más sencilla, y a su vez la más utilizada es aquella que
establece que la respuesta es igual a la raiz cuadrada de la suma de los
cuadrados de las respuestas modales .
Para las tensiones, reacciones, y en general para cualquier respuesta R
a determinar, se obtiene análogamente:

RamSeries
243
5.6 Apéndice 6: Teoría del análisis no lineal
Esta sección proporciona un breve resumen de la teoría del análisis no
lineal de sólidos y estructuras. Se comentan multitud de aspectos
relacionados con la resolución de sistemas de ecuaciones no lineales .
Se comentan así mismo, modelos constitutivos no lienales típicos para
metales, como la plasticidad J2.
Algunos aspectos del problema contacto-impacto también se comentan.
5.6.1 Sistemas de ecuaciones no lineales
Las estrategias de resolución de sistemas de ecuaciones no lineales
están relacionadas con la descomposición del mismo en muchos
sistemas lineales; cada uno de ellos se resolverá posteriormente por los
métodos habituales.
Una muy conocida estrategia de resolución de sistemas de ecuaciones
no lineales es el método de Newton-Raphson. En este método, se
emplea un esquema incremental-iterativo. La carga total se descompone
en muchos incrementos. Para cada incremento, se emplea un
procedimiento iterativo hasta que se cumple el criterio de convergencia.
Hay multitud de métodos para controlar el seguimiento de la curva de
desplazamiento-carga de la estructura. Cada uno de estos métodos
controla distintos parámetros como la carga, el desplazamiento o los
incrementos de longitud de arco.
Algunos procedimientos avanzados como búsqueda lineal, incrementos
automáticos o conexión automática de longitud de arco, pueden ser
aplicados para mejorar la velocidad de cálculo.
Se puede profundizar más en estos temas en libros como Bathe (1996),
o Crisfield (1991).

244 Plasticidad J2
5.6.2 Plasticidad J2
La teoría de plasticidad J2 se basa en las siguientes consideraciones:
i-) Descomposición aditiva del tensor de deformaciones. Se asume que
el tensor d deformaciones ε se descompone en una parte elástica y otra
plástica, denominadas ε e y ε p respectivamente, de acuerdo con la
relación:
ε=ε e + ε p
ii-) Respuesta elástica a los esfuerzos. El tensor de esfuerzos σ está
relacionado con la deformación elástica por medio de una función W de
energía acumulada, de acuerdo con la ecuación σ=∂W/ε e
Para elasticidad linealizada, W es una forma cuadrática en la
deformación elástica, i.e. W= 1/2 ε e : C:ε e , donde C es el tensor del
módulo elástico, que se asume constante. Así, el tensor de esfuerzos se
escribe como σ=C :(ε-ε p ).
iii-) Condición de plastificación. Se define una función f(σ,q) llamada
criterio de plastificación donde qes un vector de variables internas. Los
estados admisibles { σ,q} son constantes por f(σ,q)≤0.
Una elección de variales internas típica para plasticidad en metales es
q={ ξ, β}. Aquí, ξ es la deformación plástica equivalente que define el
endurecimiento isotrópico de la superficie de plastificación de Von Mises,
y β define el centro de la superficie de plastificación de Von Mises, en el
espacio de la tensión desviadora. El modelo de plasticidad J2 resultante
tiene la siguiente condición de plastificación:
η=dev [σ]-β , tr[β]=0
___ ___
f(σ,q)=√η·η - √2/3 K(ξ)
iv-) Regla de flujo y ley de endurecimiento. La regla de flujo y la ley de

RamSeries
245
endurecimiento para un modelo de plasticidad J2 son.
___
dε p = γ η/ √η·η
___
dβ=γ 2/3 H(ξ) η/ √η·η
___
dξ=γ √2/3
Más explicaciones pueden encontrarse en Simo and Hughes (1997)
5.6.3 Contacto-impacto
El problema de contacto-impacto es un típico análisis no lineal de
condiciones de contorno. Hay dos aproximaciones generales para
resolver el problema: el método de "penalización" y el método del
Lagrangiano aumentado. En RamSeries se usa una variable simple del
método de penalización. La idea es simular el contacto mediante el uso
de un elemento de contacto muy rígido (penalización) que empieza a
trabajar cuando se alcanza cualquier pequeña penetración.

246 Contacto-impacto
5.7 Apéndice 7: Teoría de olas
En esta sección se proporciona una pequeña introducción a la teoría del
análisis de presiones de ola sobre láminas. El objetivo es explicar qué
hace ramseries, pero no cómo lo hace.
5.7.1 Flujo potencial para olas
Se puede usar un modelo linealizado para las olas, para calcular la
fuerza total inducida por un flujo potencial como integral del campo de
presiones.
Ecuación de continuidad:

RamSeries
247
Por ser líquido el fluido considerado, se puede asumir ρ=cte, así:
Balance de momento:
Aumiendo ρ =cte, y despreciando efectos viscosos (movimiento
irrotacional), la ecuación anterior resulta:
Para resolver esta ecuación, las ecuaciones de contorno a considerar
son:
La velocidad normal a la superficie será cero, y la velocidad tangente
distinta de cero:

248 Flujo potencial para olas
Siendo:
Las ecuaciones de momento resultan:
Se toma una solución que deriva del potencial Φ . Debe satisfacer la
ecuación de Laplace
Así, la ecuación de momento se reduce a la ecuación de Bernoulli,
tomando C constante de integración.
Para integrar, el problema se simplifica una vez aplicadas las
condiciones de contorno:
Interior:

RamSeries
249
Fondo (z=-d):
Superficie libre (z=0):
Una solución par el problema de Laplace del tipo Φ=f(z).g(x) puede ser:
Con:
K=L/2π ; número de ola
ϖ ; frecuencia angular
ϖ 2 = K.g.tanh(K.d)
En este caso particular, la expresión que se ajusta más para las
presiones creadas por una ola sobre la superficie exterior del casco de
un buque es::
Las coordenadas "z" serán negativas (i.e. el origen del sistema de
referencia es la superficie de la ola, con el eje Z apuntando hacia abajo).
5.8 Apéndice 8: Teoría de materiales compuestos

250 Concepto de lámina
5.8.1 Concepto de lámina
En estructuras construidas de materiales
constituye la unidad básica del laminado:
compuestos , la lámina
Lámina unidireccional: Todas las fibras están orientadas en una
única dirección. Se considera que en este tipo de lámina existe
isotropía transversal (mismas propiedades en todas las direcciones en
un plano perpendicular al de las fibras).
Lámina tipo tejido: Todas las fibras están
orientadas en dos
direcciones perpendiculares entre sí. La urdimbre (fibras
longitudinales) está entrelazada con la trama (fibras transversales). El
50% de las fibras pueden estar orientadas en cada dirección (tejido
equilibrado) o puede haber más fibras en una dirección que en la otra
(tejido no equilibrado). Se considera que existe ortotropía en este tipo
de lámina.
Lámina tipo Matt: Está compuesta por fibras cortadas aleatoriamente
orientadas. Se considera que existe isotrotopía (mismas propiedades
en todas las direcciones) en el plano de la lámina.
5.8.2 Propiedades elásticas de la lámina
Lámina unidireccional:
E 1 =V f .E f + (1 - V f ).E m .E
E 2 =
E m
(1 - V m2 ).(1 + 0.85.V f2 )
(1 - V f ) 1.25 + ( E m
Ef
) .V f
1 - ν m
2
G 12 =(G m.
1 + 0.6.V f
0.5
(1 - V f ) 1.25 +
ν 12 =V f .ν f + (1 - V f ).ν m
Tejido equilibrado:
V f
1 - ν m
2

RamSeries
251
E 1 =E 2 =V f .(E
.1 f
2 + E .3) m
2 + E m
E
G 12 = m
4.V f + 1
3
ν 12 = G 12
E 1
Tejido no equilibrado:
E ur = C e.E L + (1 - C e ).E T
λ
E tr = C e.E T + (1 - C e ).E T
λ
ν LT
ν ur =
G ur =G LT
Con:
λ=1 - ν LT .ν TL
C e + (1 - C e ) .E L
E T
C e =
(N f .T) urdimbre
(N f .T) urdimbre + (N f .T) trama
N
T
--> Número de hilos por centímetro
f
--> Título del hilo (en Tex)
Lámina tipo mat:
E 1 =E 2 =V f .(E f
.16
45 + E m.2) + E m.
8
9
G 12 =V f .(E f
.2
15 + E m .3 4 ) + E m .1 3
ν 12 = 1 3

252 Concepto de laminado
5.8.3 Concepto de laminado
La lámina es la configuración básica de una estructura de materiales
compuestos. Como el espesor de una lámina es muy bajo (0.1 - 1.5 mm),
las configuraciones resistentes utilizadas constan de una agrupación
secuencial de láminas, denominada laminado.
Un laminado de materiales compuestos puede estar trabajando a tensión
plana (esfuerzos en el plano) y/o flexión. Para ambos casos se puede
aplicar la Teoría de Placas Laminadas.
5.8.4 Teoría de placas laminadas
La teoría clásica de placas laminadas contempla los fenómenos de
tensión plana y de flexión en el laminado. Es decir, no tiene en cuenta las
componentes planas de deformación del laminado:ε ,ε y ε y las
1 2 6
curvaturas κ ,κ y κ . No contempla efectos interlaminares en el
1 2 6
laminado: ni la componente de deformación interlaminar ε , ni las 3
componentes de deformación de cortadura interlaminar ε y ε . 4 5
El campo de aplicación de esta teoría se reduce a::
Estructuras donde las flechas sean pequeñas.
La deformación es lineal a lo largo del espesor del laminado.
Placas delgadas. Considerando como placa delgada toda placa
en la que se cumpla que: L/h>10. Donde h es el espesor total de
la placa, y L su longitud.
Formulaciones y más detalles pueden consultarse en la Referencia 7.
5.8.5 Criterio de fallo TSAI-WU
El criterio de fallo de Tsai-Wu es similar al criterio de Hoffman, pero tiene
diferentes valores para el coeficiente asociado a la interacción de las
tensiones directas. En el criterio de Hoffman es el mismo que el asociado

RamSeries
253
con las tensiones longitudinales directas. En el criterio de Tsai-Wu,
F es un término que debería ser determinado a partir de un ensayo
12
que induce un estado tensional combinado. Dada la dificultad de
configurar dicho ensayo, algunas referencias sugieren darle el valor cero
a ese término. Tsai recomienda una relación específica con los otros
ceficientes:
F 12 = - 0.5.(F 11 .F 22 ) 0.5
Para el criterio de Tsai-Wu:
2 2
FI=(F 11 .σ 1 + F22 .σ 2 + 2.F12 .(σ 1 .σ 2 ) 2
+ F 66 .σ 12 ) + F 1 .σ 1 + F 2 .σ 2
5.9 Appendice 9: Análisis de Pandeo por MEF
Introducción
Este apéndice provee de información sobre el método implementado en
RamSeries para obtener las tensiones de pandeo y ratios de borde para
los EPP para un cálculo de elementos finitos. Este método se llama
"Método de desplazamiento".
Este método se ha tomado de las Reglas de Germanischer Lloyd,
capítulo 7, Apéndice 2 - "Displacement based buckling assessment in
Finite Element Method", (Common Structural Rules for Bulk Carriers)
Método de Desplazamiento
Primero, no debe realizarse ninguna interpolación en RamSeries, los
nodos del panel de pandeo se eligirían des de los nodos FE. Por tanto,
los desplazamientos se transfieren directamente.
Transformación en el sistema local:
La transformación de los desplazamientos de nodo desde el sistema FE
global al local del panel de pandeo se realiza por:

254 Appendice 9: Análisis de Pandeo por MEF
(u) = [λ] · (u g )
Donde:
(u) : Vector local de desplazamiento
(u ) : Vector global de desplazamiento
g
[λ] : Matriz de cambios sistema de referencia, de los ejes globales a los
locales.
Cálculo de tensiones de pandeo y ratios de tensión de borde:
Los desplazamientos, derivados de las esquinas del panel elemental,
son consideradas como entradas desde las que las tensiones derivan
ciertos puntos de tensión. En el panel de pandeo de 4 nodos estos
puntos son idénticos. Las situaciones y convenciones de numeración se
toman de la figura 1:
Las tensiones derivadas a EPP pueden usarse directamente como
entradas para la comprobación de pandeo acorde a Las Reglas de
Germanischer Lloyd Rules Ch 6, Sec 3.
Panel de pandeo de 4-nodos:
La relación de desplazamiento de tensiones para el panel de pandeo de

RamSeries
255
4 nodos
Where:
If both σ x
* and σy
* are compressive stresses, then σx and σ y must
be obtained as follows:

256 Appendice 9: Análisis de Pandeo por MEF
* *
Where compressive stress fulfils the condition σ y < 0.3*σx ,
*
thenσ y = 0 and σ x = σ x
*
Where compressive stress fulfils the condition σ x < 0.3*σy * ,
*
thenσ x = 0 and σ y = σ y
This leads to the following stress vector:
Finally, the relevant buckling stresses ratios are obtained by:
LC 1: Longitudinal compression
LC 2: Transverse compresion
LC 3: Shear

RamSeries
257

258 Referencias

Referencias
Barbat, A. H., Miquel, J. Estructuras sometidas a acciones sísmica,
2 nd Ed., CIMNE 1994
Bathe, K.J. Finite Element Procedures, Prentice Hall, New Jersey, USA,
1996.
Clough, R. W., Penzien, J. Dynamic of Structures, McGraw-Hill, Inc. New
York,1975
Comisión permanente del Hormigón, Instrucción de hormigón EHE, 5ª
Ed., Ministerio de Fomento 1999
Crisfield, M.A. "Non-linear finite element analysis of solids and
structures, John Wiley & Sons, 1991.
Oñate, E. Cálculo de estructuras por el método de los elementos finitos,
2 nd Ed., CIMNE 1995.
MacNeal, R.H., and Harder, R.L., A proposed standard set of problems to
test finite element accuracy, Finite elements and Design, Vol. 1, pp. 3-20,
1985.
Zienkiewicz, O.C., and Taylor, R.L. The finite element method, 4 th Ed.,
Mc Graw Hill, Vol. I, 1989, Vol. II, 1991.
Miravete, A., Materiales Compuestos I, Ed. Antonio Miravete, 2000
259