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Journal Metalurgija Vol. 47 Núm. 2 Abril 2008 | Número Journal Metalurgija Vol. 47 Núm. 2
Análisis de pandeo de una placa laminada
Buckling analysis of a laminate plate
Este documento es un artículo elaborado por E. Kormaníková y I. Mamuzić (Universidad Técnica de Košice, Eslovaquia y Universidad de Zagreb, Croacia) para Metalurgia. Revista de Metalurgia Vol 47, Núm 2. Publicación de la Sociedad Metalúrgica Croata (CMS). Croacia Contacto: [email protected]
Buckling analysis of a laminate plate
Análisis de pandeo de una placa laminada
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
σz = τxz = τyz = 0. (1)
2. Las distancias normales desde la superficie media permanecen constantes.
3. Las deformaciones transversales γxz, γyz , son despreciables.
Las deformaciones en el plano pueden anotarse como:
ε(x, y, z) = ε⃗vec{ε}(x, y) + zk, (2)
donde:
ε⃗vec{ε} 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=∫−h/2+h/2E(z)dzε⃗+∫−h/2+h/2E(z)zdzk,N=int_{- h/2}^{+ h/2} E (z) dz vec{ε} + int_{- h/2}^{+ h/2} E (z) zdzk,
M=∫−h/2+h/2E(z)zdzε⃗+∫−h/2+h/2E(z)z2dzk,M=int_{- h/2}^{+ h/2} E (z) zdz vec{ε} + int_{- h/2}^{+ h/2} E (z) z^2dzk, (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
Este documento es un artículo elaborado por E. Kormaníková y I. Mamuzić (Universidad Técnica de Košice, Eslovaquia y Universidad de Zagreb, Croacia) para Metalurgia. Revista de Metalurgia Vol 47, Núm 2. Publicación de la Sociedad Metalúrgica Croata (CMS). Croacia Contacto: [email protected]
