Cómo calcular la tensión y la deflexión en vigas de acero
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Un paso esencial en las estructuras de acero en ingeniería es determinar la tensión que puede soportar una viga sin sufrir fallos catastróficos. Los puentes y construcciones son tensionados cuando reciben cargas, o fuerzas presionando contra la estructura de acero. Un camión de remolque que cruza un puente crea una carga sobre la estructura de acero de éste. Los vientos fuertes ejercen una fuerza contra los cimientos y el esqueleto de acero de una construcción alta. Los ingenieros deben diseñar estructuras que soporten las fuerzas ejercidas por el hombre y la naturaleza.
Step 1
Completa las variables para la viga, de acuerdo a la siguiente ecuación. Asegúrate de que las unidades coincidan. Utiliza todas las unidades del Sistema Métrico o todas las dimensiones de E.U. No mezcles los sistemas. La máxima tensión en una viga que experimenta una carga uniforme, que está soportada en cada extremo, es calculado con la siguiente fórmula: σ = y *q * L2 / 8 * I. [σ = tensión máxima, y = distancia perpendicular desde el eje neutral X hasta la viga, q = carga uniforme, o peso unitario de viga, L = longitud de la viga, l = momento de inercia , una función de la geometría de la viga y de la geometría de la construcción ].
Step 2
Recoge y completa todas las variables para la configuración de viga y construcción, de acuerdo a la siguiente ecuación. De nuevo, asegúrate de usar unidades de medida consistentes. La deflexión máxima puede calcularse con δ = 5 q L4 / E I 384. [δ = deflexión máxima, E = módulo de elasticidad, otras variables definidas arriba].
Step 3
Recoge y conecta las variables basadas en la configuración de viga y construcción, a partir de la siguiente ecuación. La tensión máxima en una viga con carga uniforme en el centro, que está soportada en ambos extremos, puede ser calculada como σ = y F L / 4* I. [σ = tensión máxima, y = distancia perpendicular desde el eje neutral, F = carga sobre la viga, L = longitud de la viga, I = momento de inercia].
Step 4
Recoge las variables y conéctalas en la siguiente ecuación, para calcular la deflexión máxima de la viga. La deflexión es la proporción en que se doblará la viga cuando una carga se coloque sobre ésta. La deflexión máxima es δ = F L3 / E I *48. [δ = deflexión máxima, E = módulo de elasticidad, otras variables definidas arriba].
Referencias
Sobre el autor
Since 2003, Timothy Burns' writing has appeared in magazines, management and leadership papers. He has contributed to nationally published books and he leads the Word Weavers of West Michigan writers' group. Burns wrote "Forged in the Fire" in 2004, and has published numerous articles online. As a trained conference speaker, Burns speaks nationally on the art, science and inspiration of freelance writing.
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