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Solving plane stress problems using EsfPlano2D educational software
Software educativo EsfPlano2D como herramienta eficaz para resolver problemas de esfuerzo plano
DOI:
https://doi.org/10.15446/dyna.v90n227.108484Palabras clave:
plane stress; EsfPlano2D; educational software; Mohr’s circle; Fortran; MAXIMA (en)esfuerzo plano; EsfPlano2D; software educativo; círculo de Mohr; Fortran; MAXIMA (es)
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An educational computational application for analyzing plane stress problems oriented to engineering students called EsfPlano2D is presented to motivate students to study the subject and strengthen didactic strategies in the classroom. The application assists the step-by-step calculation of plane stress problems, which is a fundamental topic in teaching the subject of Mechanics of Materials in engineering careers. The application is a computer program developed in Fortran, linked to the free Computer Algebra System MAXIMA to plot Mohr’s circle of stresses. The developed tool is user-friendly and completely solves the plane stress problem, the associated deformations, and the strain energy by drawing Mohr’s circle of plane stresses. A validation case is presented with a typical example of the mechanics of materials. The results show the feasibility of using custom-designed tools to strengthen classroom learning and autonomous work.
Se presenta un aplicativo computacional educativo para el análisis de problemas de esfuerzo plano orientado a estudiantes de ingeniería llamado EsfPlano2D, buscando con ello motivar al estudiante al estudio del tema y fortalecer las estrategias didácticas en el aula. El aplicativo asiste el cálculo paso a paso de los problemas de esfuerzo plano, siendo este un tema fundamental en la enseñanza de la asignatura de Mecánica de Materiales en carreras de ingeniería. El aplicativo es un programa de computador desarrollado en el lenguaje Fortran que se enlaza con el Sistema de Álgebra Computacional libre MAXIMA para trazar el círculo de Mohr de esfuerzos. La herramienta desarrollada es amigable con el usuario y resuelve completamente el problema de esfuerzo plano, las deformaciones asociadas y la energía de deformación, dibujando el círculo de Mohr de esfuerzos. Se presenta un caso de validación con un ejemplo clásico de la mecánica de materiales. Los resultados muestran la factibilidad de usar herramientas diseñadas a la medida como estrategia para fortalecer el aprendizaje en el aula y el trabajo autónomo.
Referencias
Philpo,t T., MDSolids, 1997.
Actus Potentia. MechMat Power, 2020.
Lee, J.Y., Ryu, H.R., and Park, Y.T., Finite element implementation for computer-aided education of structural mechanics: Mohr’s circle and its practical use. Comput Inc. Comput Appl Eng Educ 22(3), pp. 494-508, 2014. DOI: https://doi.org/10.1002/cae.20575.
Pao, Y.C., A general program for computer plotting of Mohr’s circle. Comput Struct 2, pp. 625-635, 1972. DOI: https://doi.org/10.1016/0045-7949(72)90013-2.
Hatch, J.P., Theories of failure and Mohr’s circle. J Terramechanics, 4:70. 1967. doi.org/10.1016/0022-4898(67)90134-6.
Melton, R.B., Mohr’s circle presentation on an oscilloscope. Experimental Mechanics. 9, pp. 41-44, DOI: https://doi.org/10.1007/bf02327877.
Bowman, K.J., Materials concepts using Mathcad part III: Mohr’s circle and principal stresses. JOM J Miner Met Mater Soc., 47, pp. 60-61, 1995. DOI: https://doi.org/10.1007/bf03221211.
Moller, J., and Mokaddem, A., A tool for learning Mohr’s circle. Int J Mech Eng Educ., 29, pp. 53-72, 2001. DOI: https://doi.org/10.7227/IJMEE.29.1.6.
Ressler, S.J., The visual stress transformer: an animated computer graphics program for engineering mechanics education. In: 1996 Annual Conference, Washington, District of Columbia. 1996. DOI: https://doi.org/10.18260/1-2--6395
Rossow, M.P., An interactive program for teaching stress transformation with Mohr’s circle. Comput Educ J., 6, pp. 42-46, 1996.
Dembi, N.J., On Mohr’s circle. Int J Mech Eng Educ., 24, pp. 101-104, 1996. DOI: https://doi.org/10.1177/030641909602400202.
Milner, P.R., Do we need Mohr’s circle? Int J Mech Eng Educ., 23, pp. 229-236, 1995. DOI: https://doi.org/doi.org/10.1177/030641909502300307.
Menun, C., A response-spectrum-based envelope for Mohr’s circle. Earthq Eng Struct Dyn., 32, pp. 1917-1935, 2003. DOI: https://doi.org/10.1002/eqe.308.
Michopoulos, P.S.T.J.G., A Mohr-circle graphical method for stress intensity factors in cracked plates under different loadings. Eng Fract Mech., 18, pp. 97-108, 1983. DOI: https://doi.org/10.1016/0013-7944(83)90099-1.
Taher, E-D., and Almusallam, A., Three-dimensional Mohr’s circle for shear stress components. Journal of Engineering Mechanics - ASCE 121(3), pp. 477-481, 1995. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9399(1995)121:3(477)
Sathikh S. A Mohr’s circle for large strain. Exp Tech., 13, pp. 27-29, 1989. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1747-1567.1989.tb00995.x
Durelli, J., and Buitrago, A.J., Use of Mohr’s circle to transform stretch components. Strain., 13, pp. 91-93, 1977. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1475-1305.1977.tb00237.x.
Gere, J.M., and Timoshenko, S.P., Mechanics of Materials. 3rd ed. Springer International Publishing. London, United Kingdom,1991. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4899-3124-5.
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CrossRef Cited-by
1. Jesús D. Villalba-Morales, Sandra Jerez, Ricardo Parra, Juan C. Obando, Andrés Guzmán, José M. Benjumea, Orlando Arroyo, Orlando Cundumi. (2026). Emerging Trends in Structural Mechanics Education: A Bibliometric Approach from the Perspective of Colombian Professors. Buildings, 16(1), p.219. https://doi.org/10.3390/buildings16010219.
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