Implementación de una aplicación para la visualización de resultados en un programa de cálculo matricial

摘要

La sociedad a lo largo de la historia, ha ido desallorándose y evolucionando tecnológicamente gracias a diversas técnicas de investigación e innovación que van siendo requeridas poco a poco en todos y cada uno de los aspectos que generan la sociedad. Los desarrollos industriales que más suscitarán la curiosidad de la sociedad serán las construcciones hidráulicas (embalses), infraestructuras destinadas al transporte, siendo un claro ejemplo las carreteras o las vías para ferrocarriles o los medios de transporte que secundarán dichas estructuras como aviones, coches, trenes… etc y por último, siendo uno de los más vistosos, los los edificios. Si hay algo que tienen en común todas las infraestructuras citadas, es la estructura básica de la que parten. En todas ellas se elabora una estructura inicial que se calculará de una manera parecida en todas para su posterior desarrollo en profundidad. Estos cálculos van dirigidos en función de dos objetivos claros y concisos:  El primero y más importante de todos será la seguridad. A la hora de llevar a cabo una cierta composición, ya sea destinada al uso de personas o no, requiere de unos cálculos que estén sometidos a unos coeficientes de seguridad que aseguren el buen funcionamiento de la misma y un margen de libertad que nos afiance que no va a ocurrir nada en el caso de que se apliquen unos esfuerzos superiores a los que se puedan predecir.  El segundo objetivo será el tema económico, en el cual se intentará acercar lo más posible a las exigencias que requiera el mercado en ese momento. Aquí cobra gran importancia la minimización de la materia prima debido a su elevado coste, en proceso de aumento. Con estos dos objetivos, en ocasiones inversamente proporcionales, se intenta trabajar meticulosamente para intentar llegar a una resolución de compromiso en que se consiga un coeficiente de seguridad/precio de coste lo más alto posible que nos proporcione una estructura lo más competitiva posible. Estas estructuras, en términos generales estarán sometidas a fuerzas estáticas y dinámicas. Para el estudio de deformaciones y esfuerzos bajo cargas estáticas existen softwares informáticos como:  Software simple de cálculo matricial: Programas que permiten calcular estructuras articuladas y reticuladas en 2 y 3 dimensiones atacadas con cargas estáticas de diversas formas que opera con cálculos matriciales y de sencillo manejo, como por ejemplo Ed-Tridim.  Software complejo basado en normativa: Con la diferencia del Software simple de cálculo matricial que se ha sido concebido para realizar el cálculo y dimensionamiento de estructuras de hormigón armado y metálicas, sometidas a acciones horizontales y verticales, para viviendas, edificios y proyectos de obra civil basado en normativas y de un uso bastante más complejo, como por ejemplo el CYPECAD. Aunque con los análisis estáticos, se pueden dimensionar correctamente la mayoría de las estructuras, siempre existen excepciones que requieren un análisis dinámico con mayor precisión que se asemeje más a la realidad. Por otra parte, los avances tecnológicos, han generado un desarrollo de estructuras más precisas y susceptible a flexión que generan una mayor importancia en estas cargas dinámicas. Estas cargas dinámicas pueden venir generadas por:  El esfuerzo que puede generar el viento y las variaciones del mismo u otras condiciones meteorológicas.  Cargas oscilantes por el frecuente paso de maquinaria pesada.  Cargas instantáneas producidas de forma accidental. Estos son posibles ejemplos, pero las cargas dinámicas pueden venir por una infinidad de causas. Para el análisis de estas estructuras con carga dinámicas existen los programas de análisis de elementos finitos como el Abaqus o el NASTRAN/PATRAN que requieren de un complejo uso y que no compensan a la hora de utilizarse con estructuras sencillas. Debido a la ausencia de un programa que, de forma sencilla, calcule estructura básicas con dichas cargas dinámicas, mi compañero Alfonso Gago Rodríguez, llevo a cabo la creación de un programa que cumpliera dichas expectativas, el “Universal Calculus base don Matrix Method (UCMM)” . En este proyecto fin de carrera se llevará a cabo una serie de mejoras para dicho programa, generando el UCMMv2.0, y que se irán viendo al detalle más adelante.