Objetivo del Proyecto
Desarrollar una herramienta gráfica interactiva (GUI) mediante MATLAB App Designer para pre-procesar, calcular y post-procesar sistemas estructurales reticulares sometidos a cargas tridimensionales. La aplicación emplea rigurosamente el Método de Elementos Finitos (FEM) para determinar deformaciones nodales, fuerzas de reacción y concentración de esfuerzos en armaduras espaciales de forma automatizada y visual.
Motor de Cálculo Matricial
El núcleo lógico de la aplicación aprovecha el potente entorno de álgebra lineal de MATLAB para ejecutar operaciones tensoriales masivas:
- Rigidez Local a Global: Construcción algorítmica de las matrices de transformación (
CX, CY, CZ) y de rigidez local (ML) de 6x6 para cada barra, ensamblándolas dinámicamente en la matriz de rigidez global de la estructura (MG). - Resolución del Sistema: Evaluación del determinante para advertir sobre sistemas singulares, seguida de la resolución computacional del sistema lineal de ecuaciones (mediante
linsolve) sujeto a las condiciones de frontera impuestas en los apoyos. - Post-procesamiento Matemático: Recuperación inversa para el cálculo analítico de los esfuerzos normales axiales (
E) en el marco de referencia local de cada elemento constitutivo.
Visualización Científica Interactiva
La GUI incluye dos ejes principales (UIAxes) que responden en tiempo real a la edición de las tablas de datos nodales y elementales, mejorando drásticamente la experiencia del usuario (UX) durante el diseño:
Renderizado en Vivo
Modelado 3D interactivo inmediato (pre-procesamiento) mientras el usuario define coordenadas, restricciones (apoyos fijos/móviles) y fuerzas nodales mediante tablas de datos vinculadas.
Mapeo de Esfuerzos
Aplicación de mapas de calor (colormap 'jet') sobre las barras de la estructura deformada, facilitando la identificación visual de los miembros más sometidos a tensión o compresión.
Simulación de Deformación
Módulo de animación paramétrica integrado que permite observar la transición gradual entre el estado sin carga y el estado completamente deformado (con factores de escala ajustables).
Menús Contextuales Inteligentes
Gestión ágil de la topología (añadir/eliminar nodos y elementos, copiar propiedades en bloque) programada a través de objetos uicontextmenu.