Análisis de la abolladura de chapas con rigidizadores utilizando PLATE-BUCKLING

Artículo técnico

El análisis de la abolladura de las chapas con rigidizadores es una tarea única para ingenieros. Para esto, EN 1993-1-5 proporciona tres métodos de cálculo:

  • Método de sección eficaz, [1], capítulo 4-7
  • Método de la tensión reducida, [1], Capítulo 10
  • Métodos de análisis por elementos finitos (MEF), [1], apéndice C

PLATE-BUCKLING implementa el método de las tensiones reducidas. Este artículo proporciona información que se puede utilizar para el cálculo de paneles rigidizados frente a la abolladura.

Determinación de los valores de pandeo

Generalmente hay dos opciones para determinar los valores de pandeo de los paneles rigidizados frente a la abolladura. Primero, puede obtener los valores directamente de los diagramas utilizando las condiciones de contorno existente según [2] y[3]. A continuación, puede realizar el cálculo de los valores propios. El cálculo de los valores propios determina los factores de carga crítica para las tensiones existentes correspondientes.

Al volver a calcular utilizando las tensiones de pandeo críticas, entonces puede obtener los valores de pandeo.

La evaluación de las deformadas del modo determinadas es esencial para el cálculo. El análisis de pandeo se debe llevar a cabo para el panel rigidizado y el modo de pandeo correspondiente mostrará el fallo del modo global. La primera deformada del modo determinada es decisiva para la evaluación de si existe pandeo en un subpanel, en una sección del panel o en la placa rigidizada. El siguiente ejemplo muestra la primera deformada del modo para el pandeo del subpanel sobre y debajo del elemento rigidizador longitudinal.

Figura 01 - Local Buckling

En este momento se debe decidir si los subpaneles correspondientes se van a analizar por separado o si se debe seleccionar una deformada del modo global desde las deformadas del modo más altas. PLATE-BUCKLING ofrece la opción de determinar hasta 50 deformadas del modo. La siguiente figura muestra el modo de pandeo núm. 17 para el fallo global del panel rigidizado.

Figura 02 - Global Buckling

Determinación de tensiones críticas de abolladura para chapas

Según el cálculo de chapas rigidizadas y utilizando la deformada del modo global correspondiente, el cálculo de las tensiones críticas de abolladura para chapas según [1], Anexo A, se puede realizar utilizando los valores de pandeo y la tensión crítica de pandeo.

Como alternativa, están las fórmulas analíticas para el cálculo de las tensiones críticas de pandeo de las chapas mostradas en el Anexo A de [1]. Sin embargo, se deben aplicar las siguientes condiciones de contorno cuando se utilicen estas fórmulas:

  • Al menos tres rigidizadores longitudinales que se puedan aplicar como placas ortótropas equivalentes
  • Un rigidizador longitudinal en la zona de compresión de un panel de pandeo
  • Dos rigidizadores longitudinales en la zona de compresión de un panel de pandeo

El método de cálculo para uno o dos rigidizadores longitudinales en la zona de compresión se basa en la barra equivalente apoyada elásticamente. Las tensiones críticas de pandeo determinadas por extrapolación al borde de compresión dan como resultado las tensiones críticas de pandeo de la chapa.

Ejemplo del proceso de cálculo

El siguiente ejemplo se aplicará en el proceso de cálculo:

Figura 03 - Example

Como se ha mencionado previamente, la primera deformada del modo muestra el modo de pandeo local y, por lo tanto, no es determinante para el cálculo de la chapa rigidizada. En este caso, ahora puede explorar un proceso de cálculo alternativo.

Opción 1: análisis de pandeo basado en subpaneles sobre y bajo el rigidizador longitudinal
En un caso de cálculo separado en PLATE-BUCKLING, el subpanel correspondiente se define con las dimensiones, condiciones de contorno y cargas respectivas.

Figura 04 - Design Local Buckling Panel

Opción 2: análisis de pandeo para la deformada del modo global determinante del subpanel
PLATE-BUCKLING permite no solo el análisis de hasta 50 deformadas del modo, sino que también puede ser útil para todos los análisis de pandeo correspondientes. En el siguiente ejemplo, la deformada del modo determinante (núm. 17) se utiliza para el cálculo del subpanel.

Figura 05 - Design Global Buckling Panel

Se debe tener en cuenta que, como alternativa a la opción 2, puede llevar a cabo el análisis utilizando el método analítico de cáclulo para determinar el pandeo crítico y las tensiones críticas de la chapa como se describe en el Anexo A.2. Sin embargo, ya que la deformada del modo se puede definir claramente, no es necesario para este ejemplo.

Resumen

Los cálculos manuales de los paneles rigidizados frente a la abolladura pueden ser muy complicados y pueden llevar mucho tiempo. Con la ayuda de PLATE-BUCKLING, estos problemas se pueden solucionar y procesar de forma eficaz.

Referencias

[1] EN 1993-1-5, Eurocódigo 3: Proyecto de estructuras de acero. Parte 1-5: Placas planas cargadas en su plano
[2]  Klöppel, K .; Scheer, J.: Beulwerte ausgesteifter Rechteckplatten, Band 1. Berlin: Wilhelm Ernst & Sohn, 1960
[3]  Klöppel, K.; Möller, J.: Beulwerte ausgesteifter Rechteckplatten, Band 2. Berlin: Wilhelm Ernst & Sohn, 1968

Descargas

Enlaces

Contacte con nosotros

Contacte con Dlubal Software

¿Tiene preguntas o necesita asesoramiento?
Contacte con nosotros a través de nuestro servicio de asistencia gratuito por correo electrónico, chat o fórum, o encuentre varias soluciones sugeridas y consejos útiles en nuestra página de preguntas más frecuentes (FAQ).

+34 911 438 160

info@dlubal.com

RFEM Programa principal
RFEM 5.xx

Programa principal

Software de ingeniería estructural de análisis por elementos finitos (AEF) para sistemas estructurales planos o espaciales compuestos de barras, placas, muros, láminas, sólidos y elementos de contacto

Precio de la primera licencia
3.540,00 USD
RFEM Estructuras de acero y aluminio
RF-PLATE-BUCKLING 5.xx

Módulo adicional

Análisis de abolladura en placas reforzadas con o sin refuerzos

Precio de la primera licencia
900,00 USD
Independiente Estructuras de acero
PLATE-BUCKLING 8.xx - Stand-Alone

Programa independiente

Análisis de abolladura en placas rectangulares reforzadas o sin refuerzo

Precio de la primera licencia
900,00 USD