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Verificación y Validación de Modelos Computacionales de Pandeo Elastoplástico Debido a Cargas Combinadas de Placas Delgadas

Autores: Baumgardt, Guilherme Ribeiro; Fragassa, Cristiano; Rocha, Luiz Alberto Oliveira; dos Santos, Elizaldo Domingues; da Silveira, Thiago; Isoldi, Liércio André

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales estructurales

Palabras clave

Placas
Comportamiento de pandeo
Delgadas
Cargas de compresión
Modelo computacional
Materiales metálicos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 4

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las placas delgadas se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones de ingeniería. En algunos casos, estos componentes estructurales pueden pandeo debido a cargas de compresión, que pueden verse agravadas por cargas laterales. Varios autores han estudiado el comportamiento de pandeo elastoplástico de placas delgadas considerando parámetros como propiedades del material y geométricas, condiciones de soporte e imperfecciones iniciales fuera del plano. Algunos estudios también han investigado los efectos de muescas y agujeros en el esfuerzo de pandeo último de placas delgadas. El objetivo principal del presente trabajo es verificar y validar un modelo computacional desarrollado utilizando el Método de Elementos Finitos a través del software ANSYS(r), para simular el comportamiento mecánico de placas metálicas bajo compresión uniaxial o biaxial combinada con carga lateral. El modelo numérico propuesto fue verificado y validado comparando sus resultados con soluciones analíticas, numéricas y experimentales encontradas en la literatura, alcanzando diferencias y errores máximos de alrededor del 5%. A continuación, el modelo computacional verificado y validado se utilizó en un estudio de caso simple: una placa simplemente apoyada con una perforación rectangular centrada y sometida a una carga de compresión biaxial en el plano combinada con una carga lateral, considerando cinco materiales metálicos diferentes: acero AISI 4130, acero AH-36, hierro de grafito esferoidal (SGI), hierro de grafito compacto (CGI) y aleación de aluminio Al 7075-T651. Los resultados obtenidos son consistentes y, como se esperaba, prueban la aplicabilidad del modelo computacional propuesto. A partir de esto, se evaluó el comportamiento de pandeo elastoplástico biaxial, indicando que entre los casos estudiados, el mayor esfuerzo último y la menor deflexión máxima se lograron, respectivamente, por las placas hechas de acero AISI 4130 y acero AH-36.

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