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2023-11-30

VE0049 | Viga torcida sometida a cargas complejas con alabeo

Descripción del trabajo

Una viga está completamente fija (el alabeo está restringido) en el extremo izquierdo (x=0) y apoyada por el apoyo en horquilla (alabeo libre) en el extremo derecho (x=4a). La viga está sometida a un par M, una fuerza longitudinalFx y una fuerza transversalFz. Determine el comportamiento del momento torsor primario MTpri, el momento torsor secundario MTsec y el momento de alabeo Mω. El ejemplo de verificación se basa en el ejemplo presentado por Gensichen y Lumpe (ver la referencia).

Material Acero Módulo de elasticidad E 210000,000 MPa
Módulo de cortante [LinkToImage06] 81000,000 MPa
Geometría Viga Longitud de la sección [LinkToImage02] 2,000 m
Sección Altura H 400,000 mm
Ancho b 180,000 mm
Espesor de alma s 10,000 mm
espesor del ala t 14,000 mm
Carga Momento de un par de fuerzas M 6,000 kNm
Esfuerzo longitudinal Fx 800,000 kN
Fuerza transversal Fz 100,000 kN
Viga torcida sometida a cargas complejas con alabeo
Viga torcida sometida a cargas complejas con alabeo

Solución analítica

La solución analítica no está disponible. Los resultados del software S3D se toman como referencia.

Configuración de RFEM y RSTAB

  • Modelado en RFEM 5.05, RSTAB 8.05 y RFEM 6.01, RSTAB 9.01
  • El tamaño del elemento es lFE = 0,025 m
  • Se utiliza el modelo de material elástico lineal isótropo
  • Se utiliza el análisis de segundo orden
  • El módulo RF-FE-LTB y FE-LTB se usa en RFEM 5 y RSTAB 8
  • El complemento Alabeo por torsión y Cálculo de acero se utiliza en RFEM 6 y
Momento torsor total
Momento torsor total
Momento torsor primario
Momento torsor primario
Momento torsor secundario
Momento torsor secundario
Momento de alabeo
Momento de alabeo
Punto A S3D ANSYS 15 RFEM 6 Razón RSTAB 9 Razón
MT [kNm] 3,92
3,90 0,995 3,92 1,000
MTpri [kNm] 0,00
0,00
0,01
MTsec [kNm] 3,92
3,90 0,995 3,91 0,997
Mω [kNm] -4,77 -4,74 -4,80 1,006 -4,80 1,006
Punto B S3D ANSYS 15 RFEM 6 Razón RSTAB 9 Razón
MT [kNm] 3,86
3,88 1,005 3,86 1,000
MTpri [kNm] 1,44
1.40 0,972 1,42 0,986
MTsec [kNm] 2,42
2,48 1,025 2,44 1,008
Mω [kNm] -0,17 -0,17 -0,19 1,118 -0,17 1,000
Punto C S3D ANSYS 15 RFEM 6 Razón RSTAB 9 Razón
ΔMT [kNm] -6,00
-6,00 1,000 -6,00 1,000
MTpri [kNm] 0,34
0,34 1,000 0,33 1,000
ΔMTsec [kNm] -6,00
-6,00 1,000 -5,99 0,998
Mω [kNm] 3,88 3,89 3,95 1,018 3,94 1,015

Comentario: ΔMT y ΔMTsec son valores de cambio de cantidad en el punto D. Este cambio es causado por el momento de carga M.

Punto D S3D ANSYS 15 RFEM 6 Razón RSTAB 9 Razón
MT [kNm] -2.21
-2.19 0,991 -2.20 0,995
MTpri [kNm] -1.22
-1.19 0,975 -1.20 0,984
MTsec [kNm] -0,99
-1,00 1,010 -1,00 1,010
Mω [kNm] 1,39 1.40 1,42 1,022 1,42 1,022
Punto E S3D ANSYS 15 RFEM 6 Razón RSTAB 9 Razón
MT [kNm] -2.21
-2.19 0,991 -2.20 0,995
MTpri [kNm] -1,65
-1,62 0,982 -1,63 0,988
MTsec [kNm] -0,56
-0,57 1,018 -0,57 1,018
Mω [kNm] 0,00 0,00 0,00
0,00

Comentario: Los valores del momento de alabeo Mω en todos los puntos de prueba se calculan además en ANSYS 15 utilizando el elemento BEAM188. Tenga en cuenta que los valores de la solución del elemento se interpolan en los puntos de prueba deseados. La solución numérica en ANSYS 15 fue realizada por la empresa Designtec sro

Punto A S3D ANSYS 15 RFEM 5 - RF-FE-LTB Razón RSTAB 8 - FE/LTB Razón
MT [kNm] 3,92
3,95 1,008 3,92 1,000
MTpri [kNm] 0,00
0,00
0,01
MTsec [kNm] 3,92
3,95 1,008 3,92 1,000
Mω [kNm] -4,77 -4,74 -4.73 0,992 -4.81 1,008
Punto B S3D ANSYS 15 RFEM 6 Razón RSTAB 9 Razón
MT [kNm] 3,86
3,89 1,008 3,87 1,003
MTpri [kNm] 1,44
1.40 0,979 1,42 0,986
MTsec [kNm] 2,42
2,48 1,025 2,45 1,012
Mω [kNm] -0,17 -0,17 -0,16 0,941 -0,17 1,000
Punto C S3D ANSYS 15 RFEM 6 Razón RSTAB 9 Razón
ΔMT [kNm] -6,00
-6,00 1,000 -6,00 1,000
MTpri [kNm] 0,34
0,34 1,000 0,33 1,000
ΔMTsec [kNm] -6,00
-6,00 1,000 -6,00 1,000
Mω [kNm] 3,88 3,89 3,87 0,997 3,95 1,008
Punto D S3D ANSYS 15 RFEM 6 Razón RSTAB 9 Razón
MT [kNm] -2.21
-2.19 0,991 -2.20 0,995
MTpri [kNm] -1.22
-1.19 0,975 -1.20 0,984
MTsec [kNm] -0,99
-1,00 1,010 -1,00 1,010
Mω [kNm] 1,39 1.40 1,41 1,014 1,41 1,014
Punto E S3D ANSYS 15 RFEM 6 Razón RSTAB 9 Razón
MT [kNm] -2.21
-2.19 0,991 -2.20 0,995
MTpri [kNm] -1,65
-1,63 0,988 -1,63 0,988
MTsec [kNm] -0,56
-0,57 1,018 -0,57 1,018
Mω [kNm] 0,00 0,00 0,00
0,00
Ejemplo de verificación 000049 | 1
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Ejemplo de verificación 000049 | 1
Referencias
  1. LUMPE, G. y GENSITEN, V. Evaluación del análisis de barras lineal y no lineal en teoría y software: Ejemplos de ensayos, causas de fallo, teoría detallada. Ernesto.
  2. LUMPE, G. S3D (vers. 25/09/2011). Universidad de Ciencias Aplicadas de Biberach, 2011.
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