Análisis del pandeo lateral en perfiles conformados en frío mediante simulación por elementos finitos

• Miguel Ángel Martínez Barca ^[1] ; Manuel Doblaré Castellano ^[1] ; Luis Gracia Villa ^[1]
  1. [1] Universidad de Zaragoza

     Universidad de Zaragoza

     Zaragoza, España

     
• Localización: Métodos Numéricos en Ingeniería: [Comunicaciones presentadas al IV Congreso de Métodos Numéricos en Ingeniería celebrado en Sevilla durante los días 7-10 de Junio de 1999] / R. Abascal (ed. lit.), José Domínguez Abascal (ed. lit.) , G. Bugeda (ed. lit.), 1999, ISBN 84-89925-45-3
• Idioma: español
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• Resumen

  • El pandeo lateral es un fenómeno de inestabilidad que adquiere especial importancia en perfiles esbeltos con pequeña rigidez torsional y pequeña rigidez a flexión en el plano perpendicular al de aplicación de la carga. Este es el caso de la mayoría de los perfiles conformados en frío. La normativa española NBE-EA-95 propone de forma casi exclusiva una fórmula envolvente aproximada en el caso de perfiles con simetría sencilla o centro de simetría y vigas simplemente apoyadas. Para perfiles en forma de doble T contempla algún caso adicional de carga, pero para el resto de casos existe un vacío notable. En el presente artículo se analiza el fenómeno de pandeo lateral mediante su simulación por elementos finitos. Para ello se ha implementado un elemento barra no lineal geométricamente exacto, es decir, válido para grandes desplazamientos y rotaciones, que además incorpora un séptimo grado de libertad asociado al alabeo. También ha sido imprescindible desarrollar un algoritmo de continuación que permita establecer un control mixto de carga y desplazamientos para alcanzar y sobrepasar los puntos críticos, ya sean límite o de bifurcación. Para ello se ha elegido Newton-Raphson con un algoritmo tipo longitud de arco asociado. Se ha estudiado una amplia casuística que abarca varios perfiles conformados en frío susceptibles de sufrir pandeo lateral, realizando el análisis para diferentes longitudes, distintos tipos de carga y condiciones de apoyo. Como resultado se han obtenido una serie de gráficas que permiten predecir la carga o momento crítico de pandeo para gran cantidad de situaciones. Estos datos sirven para corroborar la validez de la norma en los pocos casos que contempla y de inestimable ayuda al calculista a la hora de enfrentarse en la práctica con el diseño mediante estas tipologías de perfiles cada vez más utilizadas.