Descripción del trabajo
Un voladizo de pared delgada de perfil QRO está completamente fijo en el extremo izquierdo (x = 0) y el alabeo es libre. El voladizo está sometido a un par M en x=L1. El problema se describe mediante el siguiente conjunto de parámetros. Se consideran las deformaciones pequeñas y se omite el peso propio. Determine el giro máximo φx,max y controle los valores del momento torsor primario MTpri, el momento torsor secundario MTsec y el momento de alabeo Mω en el punto x=L1. El ejemplo de verificación se basa en el ejemplo presentado por Gensichen y Lumpe (ver la referencia).
| Material | Acero | Módulo de elasticidad | E | 210000,000 | MPa |
| Módulo de cortante | [LinkToImage06] | 81000,000 | MPa | ||
| Geometría | Voladizo QRO | perímetro | L | 4,000 | m |
| Anchura y altura | b | 200,000 | mm | ||
| Espesor de muro | t | 6,000 | mm | ||
| Carga | Momento de un par de fuerzas | M | 80,000 | kNm | |
| Posición | L1 | 2,800 | m | ||
Solución analítica
El giro máximo sobre el eje x φx,max se produce en el punto x=L1 y tiene el mismo valor hasta el extremo libre.
Para este perfil de pared delgada (se omiten los radios en las esquinas) es la constante de alabeo Cω =0. Por lo tanto, los momentos MTsec y Mω deberían ser cero en toda la longitud del perfil. El momento torsor primario MTpri debería coincidir con el momento torsor total MT =M.
Configuración de RFEM y RSTAB
- Modelado en RFEM 5.05, RSTAB 8.05 y RFEM 6.01, RSTAB 9.01
- The element size is lFE= 0.200 m
- El número de incrementos es 5
- Se utiliza el modelo de material elástico lineal isótropo
- La estructura se modela utilizando barras
- Se utiliza el análisis de segundo orden
- El módulo RF-FE-LTB y FE-LTB se usa en RFEM 5 y RSTAB 8
- El complemento Alabeo por torsión y Cálculo de acero se utiliza en RFEM 6 y
Resultados
| Solución analítica | RFEM 6 | Razón | RSTAB 9 | Razón | |
| φx,máx. [rad] | 0,063 | 0,063 | 1,000 | 0,063 | 1,000 |
| Solución analítica | RFEM 5 - RF-FE-LTB | Razón | RSTAB 8 - FE-LTB | Razón | |
| φx,máx. [rad] | 0,063 | 0,063 | 1,000 | 0,063 | 1,000 |
En los siguientes gráficos se demuestra el comportamiento de todos los momentos en el voladizo dado calculado en el módulo RF-FE-LTB o FE-LTB. El momento torsor primario MTpri debería coincidir con el momento torsor total MT. Los momentos MTsec y Mω deberían ser cero en toda la longitud del perfil. Se puede ver que el área afectada está cerca del punto de carga x=L1, cuando se considera el alabeo. Tenga en cuenta que el efecto mencionado anteriormente se vuelve más pequeño con la malla más suave.
La misma tarea también se resuelve en RFEM 6 y RSTAB 9 con el complemento Alabeo por torsión. Los resultados se muestran en los siguientes gráficos. Se puede ver en los resultados de RFEM 6 y RSTAB 9 que no hay ningún error de cálculo debido a la discretización.
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