Comprender la distribución de las tensiones dentro de laminados compuestos reforzados por fibra es esencial para garantizar su integridad estructural. Este artículo proporciona una guía paso a paso para calcular las tensiones laminadas, centrándose en los conceptos y métodos clave involucrados.

Conceptos básicos del análisis de estrés laminado

El análisis de estrés laminado implica determinar las tensiones experimentadas por cada ply dentro de un laminado compuesto bajo cargas aplicadas. El objetivo principal es predecir los modos de falla y optimizar el diseño laminado para la fuerza y durabilidad.

Paso 1: Determinar las cargas aplicadas y las condiciones de los límites

Identificar las fuerzas y los momentos externos que actúan en el laminado. Estos incluyen cargas axiales, fuerzas de corte y momentos de curvatura. Las condiciones de los límites especifican cómo el laminado es soportado o restringido durante la carga.

Paso 2: Calcular la matriz de la estilidad global

Utilizando las propiedades materiales de cada ply, como los moduli elástico y las ratios de Poisson, computa la matriz de rigidez para todo el laminado. La Teoría Laminada Clásica (CLT) proporciona el marco para este cálculo.

Paso 3: Determinar los Estrenos y las Curvaturas de Mid-Plane

Aplicar el vector de carga a la matriz de rigidez para encontrar cepas y curvaturas de planta media. Estas son las medidas de deformación primaria para el laminado y sirven como base para el cálculo del estrés en las plías individuales.

Paso 4: Calcular las Destacaciones de Ply

Usando las cepas y curvaturas de planta media, computa las cepas en cada ply. Luego, aplique la matriz de rigidez del ply para encontrar las tensiones correspondientes. Este paso revela la distribución del estrés a través del espesor laminado.

Resumen de los puntos clave

  • Identificar cargas aplicadas y condiciones de límites.
  • Calcular la matriz de rigidez de laminado utilizando propiedades materiales.
  • Determinar las cepas y curvaturas de medio plano de las cargas aplicadas.
  • Computar las tensiones individuales de ply basadas en las cepas y curvaturas.