Calculo De Esfuerzos y Deformaciones De Aceros Por Medio Del Software MatLab
Enviado por Carlos Julio Rey Diaz • 30 de Mayo de 2017 • Informes • 3.265 Palabras (14 Páginas) • 670 Visitas
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Calculo De Esfuerzos y Deformaciones De Aceros Por Medio Del Software MatLab.
Rey Díaz, Carlos Julio, Martínez García, Johan Michael Andrés.
carlos-rey@upc.edu.co, johan-martinez@upc.edu.co.
Universidad Piloto de Colombia
Abstract—This work presents through the MatLab software a program which will be solution to exercises of strength of materials involved, taking into account what has been learned in the course of that name, taking into account issues such as (Tension-compresion, torsion and flexion). Supporting programming knowledge obtained previously for the elaboration of the code.
Resumen—Este trabajo presenta por medio del software MatLAb un programa en el que se dará solución a ejercicios de resistencia de materiales planteados, teniendo en cuenta lo aprendido en el curso de dicho nombre, teniendo en cuenta temas tales como (Tensión-compresión, torsión y flexión). Apoyándose de conocimientos de programación obtenidos anteriormente para la elaboración del código.
Índice de Términos— Tensión, Compresión, Torsión, Flexión, Esfuerzo, Deformación.
INTRODUCCIÓN
En el transcurso del presente trabajo se llevara a cabo un código realizado en el software MatLab, el cual calcule ejercicios de tensión-compresión, torsión, flexión y otros subtemas de los temas ya mencionados, obteniendo un proceso en el cual primero se identifique el ejercicio, realiza la solución de este teniendo en cuenta las ecuaciones aprendidas en clase y posteriormente se aplicaran conocimientos de programación para realizar el código con los datos ya obtenidos.
Este trabajo tiene como objetivos adquirir y mejorar el análisis de ejercicios planteados, adaptar y plasmar este análisis a una plataforma propia que permita agilizar el desarrollo.
MARCO TEORICO
Se hizo una investigación de software ya hechos e implementados
MDSolids: Es un programa para elasticidad y resistencia de materiales de fácil manejo, entre cuyas posibilidades están torsión, círculos de Mohr, etc.
Programa de Mario de Lama: Programa de resistencia de materiales que permite el estudio de vigas (también hiperestáticas) mediante representación gráfica de diagramas de cortantes, momentos flectores, etc.
JavaBeam: Programa para resistencia de materiales que permite resolver todo tipo de estructuras planas, incluso hiperestáticas.
Atlas: Permite obtener el diagrama de cortantes para vigas con distintos apoyos, con un empotramiento (voladizos) así como el diagrama de momentos flectores y el valor máximo.
DrFrame: Programa para resistencia de materiales que permite resolver todo tipo de estructuras planas, incluso hiperestáticas en tiempo real pudiendo obtener la deformada, los esfuerzos en las barras, etc.
GridLoad: Programa de cálculo de estructuras que permite introducir ésta mediante coordenadas. Complicado de utilizar pero relativamente potente para el reducido tamaño del ejecutable.
MultiBender: Otro programa de cálculo de vigas. Como diferencia apreciable cabe destacar la gran configurabilidad de los distintos parámetros que afectan al problema, como son las unidades, tramos de la viga, propiedades de la sección y del material, etc.
I-Section: Permite calcular las propiedades de una sección previa introducción del perfil de ésta mediante coordenadas.
DrBeam: Programa similar a Atlas que permite llevar a cabo el estudio de una sola viga y obtener el diagrama de cortantes, flectores, deformada, etc., Permitiendo además modificar las cualidades de la viga y de su sección. (Alonso & Díaz, 2009)
Para el desarrollo del programa se debe aplicar teoría de los temas vistos en clase, para que de esta forma la plataforma tenga un buen y óptimo desarrollo a la hora de solución de ejercicios propuestos. Así como la teoría es muy importante a la hora del análisis y entendimiento del ejercicio, también lo son las formulas ya en si este es el último proceso de la solución, en base a esto, las formulas son:
Tensión y compresión:
- Esfuerzo de tensión (compresión es igual que tensión pero el esfuerzo es negativo).
[pic 1]
σ = Esfuerzo normal.
P = Carga axial.
A = Area.
- Deformación
[pic 2]
δ = Deformación.
P = Carga axial.
L = Longitud.
ϵ = Modulo de Young.
A = Área.
Torsión:
- Esfuerzo cortante:
[pic 3]
τ = Esfuerzo cortante.
T = Torque.
c = Radio (en barras rectangulares es un coeficiente).
J = Momento polar de inercia.
- Ángulo de giro:
[pic 4]
Φ = Ángulo de giro.
T = Torque.
L = Longitud.
J = Momento polar de inercia.
G = Módulo de rigidez.
Flexión:
- Esfuerzo normal:
[pic 5]
σ = Esfuerzo normal.
M = Momento flector.
c = Distancia máxima a la superficie neutra.
I = Inercia.
Factor de seguridad:
[pic 6]
Análisis de resultados.
En esta parte del trabajo escrito se hablara sobre procesos importantes y fundamentales que hacen parte del programa, evidenciando el optimo desarrollo de este, posterior a esto se analizaran puntos mas especificos en cuanto a rendimiento.
Primera parte (tension y comprension)
[pic 7]
Para obtener la primera parte del código el cual es el cálculo de tensión y compresión, se tiene en cuenta la formula (1), donde esta expresada en el código mostrado anteriormente.
Se tenía cuatro figuras para realizar este mismo procedimiento (circulo, cuadrado, rectángulo, triangulo), así que en las diferentes figuras se calcula su área respectiva y se repite el procedimiento de la formula (1).
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