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Análisis pandeo Lineal en columnas en Abaqus

¿Qué es el pandeo? 


El pandeo se define como la deformación repentina que se produce cuando la energía de la membrana almacenada (axial) se convierte en energía de deformación sin cambios en las cargas aplicadas externamente.


Un modelo puede sufrir pandeo en diferentes formas bajo niveles de carga diferentes. La forma que toma el modelo durante el pandeo se llama forma modal del pandeo y la carga se denomina carga crítica o de pandeo.


¿Cuándo en necesario este análisis?


Las piezas delgadas y los ensamblajes con piezas delgadas que se cargan en dirección axial se deforman bajo cargas axiales relativamente pequeñas.

Dichas estructuras pueden presentar errores debido al pandeo mientras que las tensiones están muy por debajo de los niveles críticos.

En el caso de dichas estructuras, la carga de pandeo se convierte en un factor de diseño crítico.

Generalmente no se requiere el análisis de pandeo para las estructuras voluminosas ya que el error se produce previamente debido a tensiones altas.

¿Cómo se calcula?


De forma analítica:

Las deformaciones en la mayoría de los estudios estáticos suelen ser pequeñas y no se tienen en cuenta para establecer el equilibrio con las solicitaciones exteriores y las interiores.

Sin embargo en los problemas de inestabilidad se suponen deformaciones relativamente grandes y esta hipótesis no puede tenerse en cuenta. De este modo pasamos a tener ecuaciones de segundo orden asumiendo las siguientes simplificaciones:
  • Indeformabilidad axil
  • Despreciable efecto del esfuerzo cortante
  • Admitimos deformación lineal
Sin aceptar esta simplificación el problema se resuelve con ecuaciones de tercer grado .

Mediante elementos finitos: 

 

Abaqus / Standard ofrece el Lanczos y los métodos de extracción de valores propios de iteración subespacial. El método de Lanczos es generalmente más rápido cuando se requiere un gran número de modos propios para un sistema con muchos grados de libertad. El método de iteración subespacio puede ser más rápido cuando se necesitan sólo unos pocos (menos de 20) modos propios.

Valor propio análisis de pandeo:
  • es un procedimiento de perturbación lineal;
  • puede ser el primer paso en el análisis de una estructura sin carga, o puede ser realizada después de la estructura ha sido precargado, si la estructura ha sido precargado, se calcula la carga de pandeo del estado precargado;
  • sólo funciona con matrices
  • no se puede utilizar en un modelo que contiene subestructuras.

VIGA DE EULER


Para estos valores de N existe una solución diferente a la trivial (v = 0 8z). Dicha solución tiene la forma:





Esta es la conocida expresión de la fuerza crítica que produce el pandeo atribuida a Euler.


•Pcr = Carga crítica de compresión que inicia el pandeo del pilar.
•E = Modulo de elasticidad del material, en [Kg/cm2]
•Imenor = Menor Momento de Inercia de la sección transversal del pilar, en [cm4]
•L = Altura libre del pilar, en [cm]





El material necesario para el ejercicio lo pueden encontrar aquí

Comentarios

  1. Sr. Sergio. En verdad me parece que has hecho una contribución super-fenomenal con esto tutoriales y cursos sobre Abaqus. Actualmente estoy terminando mi maestría en Ingeniería mecánica y una de las exigencias de mi postgrado es hacer el modelado de falla por contacto rodante mediante abaqus. En verdad estaba perdido hasta que encontré sus videos y tutoriales. Eres grande hermano. Dios te bendiga!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

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