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10 FUNDAMENTOS DEL MÉTODO DE RIGIDECES Si consideramos un elemento diferencial de un medio continuo como el mostrado en la figura (I.3.1), se tiene un estado de esfuerzos normales y tangenciales en las caras del elemento. dy X dz Z σz τzy τzx τyz σx τxz σy τyx τxy Figura I.3.1 Elemento diferencial del medio continuo. En la figura (I.3.1) consideramos que en el entorno de un punto conocemos los esfuerzos normal (σ) y cortante (τ) en tres planos respectivamente perpendiculares entre sí; el subíndice del esfuerzo normal indica el eje al cual este esfuerzo es paralelo. El esfuerzo cortante se designa con dos subíndices: el primero indica la dirección de la normal al plano donde actúa el esfuerzo cortante y el segundo indica la dirección al eje al cual es paralelo el esfuerzo cortante. σx , σy , σz representan los esfuerzos normales a las caras en las direcciones x, y y z respectivamente. Mientras que τxy , τxz y τyz representan los esfuerzos tangenciales en las caras del elemento diferencial de la figura (I.3.1). Por equilibrio en las caras opuestas, los esfuerzos cortantes o tangenciales resultan: τxy = τyx (I.3.1.a) τxz = τzx (I.3.1.b) τyz = τzy (I.3.1.c) Basándose en lo anterior, se puede establecer una relación directa entre los esfuerzos y las deformaciones del elemento diferencial. Considérese un elemento del medio continuo como el que se muestra en la figura (I.3.2) sujeto a carga axial en el que se toma en cuenta la deformación en dirección longitudinal y transversal. DESARROLLO DE HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS ESTRUCTURAL PARA SU USO DESDE LA INTERNET Y dx
FUNDAMENTOS DEL MÉTODO DE RIGIDECES L Figura I.3.2 Deformación longitudinal y transversal debido a carga axial. Se tendrá entonces, que la deformación unitaria en dirección de la fuerza es: Donde: ε = δ L (I.3.2) ε = Deformación unitaria en la dirección de la carga. δ = Desplazamiento en dirección de la carga. L = Longitud inicial del elemento. Por efecto del alargamiento de la barra se producirá una deformación transversal (εT) que se calcula con la ecuación (I.3.3) definida como: εT = − ν ε (I.3.3) Donde: ν = Relación de Poisson, 0 ≤ ν ≤ 0.5 Para el estado de carga mostrado en la figura (I.3.2), el esfuerzo axial en la barra se calcula con la ecuación (I.1.1) donde se puede ver que es directamente proporcional a la deformación longitudinal (ver figura I.1.1). De manera análoga, se puede demostrar que para un estado triaxial de esfuerzos se tienen las siguientes relaciones de esfuerzo – deformación: 1 ε = X [ v X Y E σ − ( σ + σ )] (I.3.4.a) Z 1 ε = Y [ v Y X E σ − ( σ + σ )] (I.3.4.b) Z 1 ε = Z [ v Z X E σ − ( σ + σ )] (I.3.4.c) Y F εΤ δ 11 DESARROLLO DE HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS ESTRUCTURAL PARA SU USO DESDE LA INTERNET
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FUNDAMENTOS <strong>DE</strong>L MÉTODO <strong>DE</strong> RIGI<strong>DE</strong>CES<br />
Si consideramos un elemento diferencial de un medio continuo como el mostrado en la<br />
figura (I.3.1), se tiene un estado de esfuerzos normales y tangenciales en las caras del<br />
elemento.<br />
dy<br />
X<br />
dz<br />
Z<br />
σz<br />
τzy<br />
τzx τyz<br />
σx<br />
τxz σy<br />
τyx<br />
τxy<br />
Figura I.3.1 Elemento diferencial del medio continuo.<br />
En la figura (I.3.1) consideramos que en el entorno de un punto conocemos los esfuerzos<br />
normal (σ) y cortante (τ) en tres planos respectivamente perpendiculares entre sí; el<br />
subíndice del esfuerzo normal indica el eje al cual este esfuerzo es paralelo. El esfuerzo<br />
cortante se designa con dos subíndices: el primero indica la dirección de la normal al plano<br />
donde actúa el esfuerzo cortante y el segundo indica la dirección al eje al cual es paralelo el<br />
esfuerzo cortante.<br />
σx , σy , σz representan los esfuerzos normales a las caras en las direcciones x, y y z<br />
respectivamente. Mientras que τxy , τxz y τyz representan los esfuerzos tangenciales en las<br />
caras del elemento diferencial de la figura (I.3.1).<br />
Por equilibrio en las caras opuestas, los esfuerzos cortantes o tangenciales resultan:<br />
τxy = τyx (I.3.1.a)<br />
τxz = τzx (I.3.1.b)<br />
τyz = τzy (I.3.1.c)<br />
Basándose en lo anterior, se puede establecer una relación directa entre los esfuerzos y las<br />
deformaciones del elemento diferencial.<br />
Considérese un elemento del medio continuo como el que se muestra en la figura (I.3.2)<br />
sujeto a carga axial en el que se toma en cuenta la deformación en dirección longitudinal y<br />
transversal.<br />
<strong><strong>DE</strong>SARROLLO</strong> <strong>DE</strong> <strong>HERRAMIENTAS</strong> <strong>DE</strong> ANÁLISIS ESTRUCTURAL<br />
PARA SU USO <strong>DE</strong>S<strong>DE</strong> LA INTERNET<br />
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