Puntos de tensión para esfuerzos cortantes

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Las tensiones en la sección de la barra se calculan en los denominados puntos de tensión. Estos puntos se establecen en las posiciones de la sección en las que pueden darse los valores extremos para las tensiones debidas a los tipos de carga en el material.

Parámetros del punto de tensión

Los siguientes valores característicos de un punto de tensión se utilizan para determinar las tensiones:

  • Coordenadas relacionadas con el centro de gravedad de la sección (para tensiones normales de esfuerzos axiles y momentos flectores)
  • Momentos estáticos (para tensiones cortantes de esfuerzos cortantes)
  • Espesor (para esfuerzos cortantes por esfuerzos cortantes y momentos de torsión)
  • Área del núcleo para secciones cerradas (para esfuerzos cortantes por momento torsor)

Tensiones tangenciales

Para secciones de pared delgada, podemos suponer como simplificación que las tensiones tangenciales discurran paralelas a la pared de la sección. Por lo tanto, se suman las partes de los esfuerzos cortantes resultantes de ambas componentes de los esfuerzos cortantes. El signo de los momentos estáticos define aquí qué partes se aplican positivamente y cuáles negativamente.

La tensión tangencial debido al momento torsor se considera de modo distinto para la tensión tangencial total, según se trate de una sección abierta o cerrada. En el caso de una sección abierta, la tensión tangencial de torsión se añade con el signo a la suma de tensiones tangenciales individuales que provoca un mayor valor absoluto de la suma. Para una sección cerrada, sin embargo, la tensión tangencial de torsión simplemente se añade a la suma resultante de las tensiones tangenciales individuales. Aquí se fijan los signos para el área del núcleo de tal manera que respondan a las convenciones de signos de la tensión tangencial específicas del programa que dependa de la carga.

Puntos de tensión doble

Los puntos de tensión que se encuentran dentro de la sección no permiten el supuesto antes citado, donde la tensión tangencial discurre paralela a la pared de la sección. Aquí se emplea un método especial con puntos de tensión idénticos, creando dos puntos de tensión con coordenadas idénticas en la sección. Un punto de tensión considera el momento estático sobre el eje y (parámetro para el esfuerzo cortante debido al esfuerzo cortante vertical), el otro considera el momento estático sobre el eje z (parámetro para el esfuerzo cortante debido al esfuerzo cortante horizontal). Para estos puntos de tensión, el momento estático complementario vale cero.

Es posible asignar espesores distintos a los puntos de tensión idénticos, los cuales también influyen sobre el cálculo de la tensión tangencial. Las tensiones tangenciales se consideran componentes interdependientes que actúan perpendicularmente entre sí: son dos componentes de un estado de tensión. Para la determinación de la tensión tangencial total, se añaden de forma cuadrática ambas piezas. En estos puntos no se considera la tensión tangencial debido al momento torsor.

No es posible combinar linealmente las tensiones tangenciales de las combinaciones de resultados disponibles en los puntos de tensión idénticos. Por tanto, los valores extremos de ambos componentes se evalúan con las tensiones tangenciales complementarias correspondientes con el fin de determinar la tensión tangencial total mayor.

Autor

Dipl.-Ing. (FH) Robert Vogl

Dipl.-Ing. (FH) Robert Vogl

Editor técnico, Ingeniería de producto y soporte al cliente

El Sr. Vogl crea y mantiene la documentación técnica. Además, participa en el desarrollo del programa SHAPE-THIN y ofrece soporte al cliente.

Palabras clave

Punto de tensión Tensión tangencial esfuerzo cortante Torsión Sección sólida

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