Resumen

El artículo trata de la modelización de placas laminadas y de su análisis de pandeo. Para predecir el inicio del pandeo de las placas en el plano deben incluirse las fuerzas resultantes. El análisis de pandeo se realiza con ayuda del método de elementos finitos en el programa COSMOS/M. Para una placa laminada rectangular compuesta por 4 capas con secuencia de apilamiento simétrica y antisimétrica se realiza un análisis de pandeo. En el ejemplo ilustrativo se representan los modos de pandeo para los laminados simétricos [30/-30]_s, [45/-45]_s, [60/-60]_s, [90/-90]_s y los resultados del análisis de pandeo para los laminados simétricos y antisimétricos.

INTRODUCCIÓN

Las estructuras laminares son elementos ligeros típicos con una aplicación cada vez mayor en ingeniería civil y mecánica. Para el modelado y análisis de laminados utilizamos la teoría clásica de laminados (CLT). La CLT es una extensión de la teoría clásica de placas de Kirchhoff para placas isótropas homogéneas a placas compuestas laminadas con una elevada relación anchura/espesor.

Los supuestos para el modelado macromecánico de laminados son [1]:

1. Todas las capas se encuentran en un estado de tensión plana, es decir

σ_z = τ_xz = τ_yz = 0. (1)

2. Las distancias normales desde la superficie media permanecen constantes.

3. Las deformaciones transversales γ_xz, γ_yz , son despreciables.

Las deformaciones en el plano pueden anotarse como:

ε(x, y, z) = $\epsilon$​(x, y) + zk, (2)

donde:

$\epsilon$​ es el vector de las deformaciones en el plano o en la membrana,

k es el vector de la curvatura sometida a flexión y torsión.

Los vectores de fuerza resultante de la tensión son:

​$N={\int }_{-h/2}^{+h/2}E(z)dz\epsilon +{\int }_{-h/2}^{+h/2}E(z)zdzk,$

$M={\int }_{-h/2}^{+h/2}E(z)zdz\epsilon +{\int }_{-h/2}^{+h/2}E(z)z^{2}dzk,$   (3)​

donde:

N es el vector de fuerza resultante de la tensión en el plano,

M es el vector momento resultante,

E es la matriz de elasticidad.

ECUACIONES DE EQUILIBRIO

• Materias:Laminado
• Subjects:Laminating
• Palabras claves:Estructuras laminadas bidimensionales; Teoría clásica de laminados; Análisis de pandeo; Método de los elementos finitos
• Keywords:Laminated 2-D structures; Classical laminate theory; Buckling analysis; Finite element method