Análisis de esfuerzos

Los programas de análisis estructural más difundidos en nuestro medio muestran las fuerzas internas que actúan en las barras (fuerza axial, fuerza cortante y momento flector). Sin embargo, no muestran la distribución en la sección transversal del elemento de los esfuerzos causados por dichas fuerzas internas. Autodesk Robot Structural Analysis Professional 2023 sí muestra tal distribución y en este artículo se mostrará esta función del software con un ejemplo.

Los esfuerzos internos sobre una sección transversal plana de un elemento estructural se definen como un conjunto de fuerzas y momentos estáticamente equivalentes a la distribución de tensiones internas sobre el área de esa sección.

Así, por ejemplo, los esfuerzos sobre una sección transversal plana de una viga son iguales a la integral de las tensiones t sobre esa área plana. Normalmente se distingue entre los esfuerzos perpendiculares a la sección y los tangentes a la sección de la viga:

Esfuerzo normal (normal o perpendicular al plano considerado), es el que viene dado por la resultante de tensiones normales σ, es decir, perpendiculares, al área para la cual pretendemos determinar el esfuerzo normal.

Esfuerzo cortante (tangencial al plano considerado), es el que viene dado por la resultante de tensiones cortantes τ, es decir, tangenciales, al área para la cual pretendemos determinar el esfuerzo cortante.

Se mostrarán los pasos a seguir realizar el análisis de esfuerzos de una barra de acero A36:

Paso 1: Análisis estructural Previamente se debe contar con un modelo estructural con cargas asignadas para ejecutar los cálculos estructurales:

Paso 2: Activar la capa “Stress analysis – members”

En el administrador de capas activar la capa de resultados denominada “Stress Analysis – members”:

Paso 3: Seleccionar la barra a analizar y el caso de carga

En la ficha “Member” de la ventana “Stress Analysis” seleccionar el caso de carga y especificar el número de la barra a analizar. En este ejemplo se seleccionó la barra número 15 y el caso de carga “SD” (Carga permanente).

También se debe especificar la distancia respecto al origen a la que está ubicada la sección transversal a analizar. Finalmente, seleccionar el tipo de esfuerzo a mostrar (en este caso, esfuerzos normales):

Paso 4: Esfuerzos normales

Obsérvese la distribución de esfuerzos normales en la sección transversal ubicada en la posición 0:

Paso 5: Esfuerzos cortantes

Obsérvese la distribución de esfuerzos cortantes en la sección transversal ubicada en la posición “0”:

Paso 6: Esfuerzos de Von Misses Obsérvese la distribución de esfuerzos de Von Misses en la sección transversal ubicada en la posición “0”: Paso 7: Nota de cálculo Finalmente, el usuario puede acceder a la memoria de cálculo que proporciona Robot para un tipo de esfuerzo específico. En este caso se muestra para los esfuerzos normales que actúan en la sección transversal ubicada en la mitad del claro de la barra bajo análisis:

 Se ha demostrado que además de las fuerzas internas que actúan en las barras, Robot Structural posee la capacidad de realizar el análisis de esfuerzos que actúan sobre las secciones transversales de una barra.

Análisis de esfuerzos en secciones transversales con Autodesk Robot Structural Professional 2023: https://knowledge.autodesk.com/support/robot-structural-analysis-professional/learn-explore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2018/ENU/RSAPRO-UsersGuide/files/GUID-8029C7B5-C40F-4E75-9918-09469182F7BE-htm.html