Modelling of continuous elastic systems by using the Finite Element Method

• Autores: I. Herrero Durá, Rubén Picó, Víctor José Sánchez Morcillo, Lluís Miquel García Raffi
• Localización: Modelling in Science Education and Learning, ISSN-e 1988-3145, Vol. 10, Nº. 2, 2017, págs. 193-202
• Idioma: inglés
• DOI: 10.4995/msel.2017.7659
• Títulos paralelos:
  • Modelización de sistemas elásticos continuos mediante el Método de Elementos Finitos
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• Resumen
  • español

    La propagación de ondas mecánicas en sistemas unidimensionales es una parte fundamental de la física, necesaria para el aprendizaje de asignaturas como acústica y vibraciones. La vibración de ondas transversales en cuerdas es el caso más sencillo de sistema elástico. Habitualmente, este es el primer sistema elástico continuo en el cual los alumnos aplican conceptos matemáticos fundamentales como modo de vibración, ecuación de movimiento y condición de contorno. En este trabajo se propone el uso de los métodos de simulación para reforzar la comprensión de fenómenos simples en acústica y vibraciones. Lo aplicaremos a los casos de cuerda vibrante, barras y membranas de longitud finita con diferentes características físicas y condiciones de contorno.

  • English

    Propagation of mechanical waves in unidimensional systems is a fundamental part of physics, necessary for learning subjects such as acoustics and vibrations. The vibration of transverse waves in strings is the easiest case of elastic system. Usually, this is the first continuous elastic system in which students apply fundamental mathematical concepts as vibration mode, equation of motion and boundary condition. In this work the use of simulation methods is proposed to reinforce the understanding of vibratory and acoustic simple phenomena. This will be applied to the case of a string, a beam and a membrane of  finite length with different physical characteristics and boundary conditions.

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