Artículo técnico

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Este artículo explica qué influencia tiene el modelo seleccionado en el área de apoyo en esfuerzos internos y deformaciones.

Descripción de los modelos A - E

El modelo A representa el caso estándar del uso de un modelo de barra pura. La viga es rígida en ambos lados, los seis grados de libertad están bloqueados. El modelo no tiene ninguna linealidad. El modelo de barra se apoya en apoyos en nudo del tipo "Rígido".

Figura 01 - Modelo A

En el modelo B, la barra tiene una placa final rígida en ambos lados, que está apoyada linealmente. Rígido significa que las deformaciones de la placa no se tienen en cuenta. El apoyo se modela como un apoyo de superficie puro.

Figura 02 - Modelo B

En el modelo C, la barra tiene una placa extrema rígida en ambos lados, que está apoyada de forma no lineal. Solo las tensiones de compresión se absorben en el apoyo de superficie. Los esfuerzos en tracción y cortante son absorbidos por apoyos en nudo definidos no lineales.

Figura 03 - Modelo C

En el modelo D, la barra tiene una placa final de espesor finito (t = 100 mm) en ambos lados, que está apoyada de forma no lineal. Solo las tensiones de compresión se absorben en el apoyo de superficie. Los esfuerzos en tracción y cortante son absorbidos por apoyos en nudo definidos no lineales.

Figura 04 - Modelo D

En el modelo E, la barra tiene una placa final de espesor finito (t = 40 mm) en ambos lados, que está apoyada de forma no lineal. Solo las tensiones de compresión se absorben en el apoyo de superficie. Los esfuerzos en tracción y cortante son absorbidos por apoyos en nudo definidos no lineales.

Figura 05 - Modelo E

Nota para modelar "clavijas": en nuestro ejemplo, el modelo C, el modelo D y el modelo E incluyen un muelle traslacional no lineal para transferir los esfuerzos de tracción.

Evaluación y comparación de resultados

El modelo de barra simple (Modelo A) con restricción rígida muestra, como se esperaba, los mayores momentos de retención y, por lo tanto, el momento más bajo en el vano. Con respecto al diseño de la placa final y el medio de fijación, este es el resultado más conservador. Sin embargo, el momento en el vano está infravalorado.

El modelo B muestra casi los mismos resultados que el modelo A. La superficie rígida con el apoyo lineal no permite otros resultados. Tal modelado no es razonable en la práctica.

En el modelo C, la no linealidad muestra un claro aumento del momento en el vano en un 27%, en comparación con el modelo de barra simple. El momento restrictivo disminuye en consecuencia.

Cuanto más realistas sean las condiciones del apoyo, más aumentará el momento en el vano. Por lo tanto, el momento en el vano es aproximadamente un 34% más alto en el modelo D que en el modelo de barra simple.

La influencia de las condiciones del apoyo es más significativa cuando se usa el espesor real de la chapa de acero. En este caso, el momento en el espacio se incrementa en un 56%, como se puede ver en el modelo E.

Figura 06 - Fuerza interna Mi

Las deformaciones también son condiciones de contorno importantes. Las figuras muestran claramente qué influencia tiene el modelado respectivo en la deformación de la viga. La ubicación de la inmovilización permanece completamente sin deformar. Aquí, las deformaciones del vano son pequeñas. Por el contrario, en el modelo E se producen deformaciones importantes de la chapa con un espesor de chapa de acero real de 40 mm debido a la gran carga. En este caso, la influencia de la rigidez real de la placa en la deformación de la viga es particularmente clara.

Se debe tener en cuenta que la no linealidad del material (plasticidad) no se considera en este ejemplo simplificado. Por supuesto, pueden producirse deformaciones mayores después de alcanzar el límite elástico en las placas extremas.

Figura 07 - Deformaciones

Resumen

Dependiendo de las tareas y los objetivos, puede ser razonable modelar las condiciones del apoyo cerca de la realidad usando el método de los elementos finitos. Esto se puede hacer de forma rápida y eficiente en RFEM, que proporciona varias herramientas útiles y permite una entrada intuitiva. De este modo, puede evaluar mejor el comportamiento estructural de los componentes bajo la influencia de los apoyos.

Además, este diseño detallado de la conexión permite una evaluación precisa de la aplicación de la carga a otros componentes estructurales. Por lo tanto, un ingeniero puede ofrecer soluciones eficientes y viables sin dejar de cumplir un alto estándar de seguridad.

El modelado de MEF de las condiciones del apoyo también puede ser útil al volver a calcular los componentes o sujetadores existentes, debido a su conversión, por ejemplo. Cuanto más se mueva dentro de los límites, más razonable será el esfuerzo del modelado realista.

Palabras clave

Rigidez de conexión Espesor de losa Rigid Estado de apoyo

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