El módulo “Placas multicapa” con la opción del cálculo de ESFUERZOS, para una carga mecánica generalizada y una carga higrotérmica dadas, permite determinar

• Los esfuerzos y deformaciones en las capas (calculados en el sistema de coordenadas global y en el sistema de coordenadas local) provocados por la carga térmica sola
• Los esfuerzos y deformaciones en las capas (calculados en el sistema de coordenadas global y en el sistema de coordenadas local) provocados por la carga higroscópica sola
• Los esfuerzos y deformaciones en las capas (calculados en el sistema de coordenadas global y en el sistema de coordenadas local) provocados por la carga higrotérmica sola
• Los esfuerzos y deformaciones (calculados en el sistema de coordenadas global y en el sistema de coordenadas local) provocados por la carga mecánica sola
• Los esfuerzos y deformaciones en las capas (calculados en el sistema de coordenadas global y en el sistema de coordenadas local) provocados por todas las cargas.
• Los esfuerzos promedio sobre el espesor del multicapa deducidos de los esfuerzos y momentos generalizados.

Los cálculos se basan en la teoría clásica de laminados [1] Para las cargas mecánicas, no consideramos las cargas fuera del plano de manera que las deformaciones y esfuerzos están todos en el plano (x, y).

Analicemos más a fondo cómo hacer para obtener estos resultados:

• Antes que todo, hay que definir el multicapa
• luego debe definir las cargas
• después hay que seleccionar las opciones del cálculo y la reporte
• luego, hay que hacer clic sobre el botón “Analizar” en la ventana principal (véase la Figura 1)

Figura 1. Ejecución de los cálculos de ESFUERZOS.

• Aparece entonces una ventana gráfica (véase la Figura 2). Al hacer clic sobre los botones en la parte superior de la ventana puede visualizar los esfuerzos o las deformaciones en las capas.

Figura 2. Selección de los esfuerzos/deformaciones por trazar.

• Si visualiza esfuerzos (deformaciones) y quiere visualizar deformaciones (esfuerzos), debe hacer clic sobre el botón “Propiedades de la gráfica” en la parte inferior de la ventana (véase la Figura 2). De la misma manera, si quiere visualizar los esfuerzos o las deformaciones en otro sistema de coordenadas (local o global), tiene que hacer clic sobre este último botón. Después de haber hecho clic sobre el botón “Propiedades de la gráfica” aparece una nueva ventana (véase la Figura 3). Esta ventana permite seleccionar con rapidez los campos por trazar, los colores de las líneas y las escalas.

Figura 3. Propiedades de la gráfica.

• Si desea que aparezcan los valores de los esfuerzos en la gráfica, debe hacer clic sobre el botón “Valores de los esfuerzos” de la ventana que contiene la gráfica (véase la Figura 4). Asimismo si quiere guardar los resultados en un archivo para trazarlos con Excel u ORIGIN u otro programa, debe hacer clic sobre el botón “Guardar los resultados” y seguir las indicaciones (véase la Figura 4).

Figura 4. Valores de los esfuerzos sobre la gráfica y respaldo de los resultados en un archivo.

• Si desea crear un reporte gráfico para imprimirlo después, apriete el botón “Crear una reporte gráfico” (véase la Figura 5). Del mismo modo, para crear e imprimir un reporte textual con los resultados haga clic sobre el botón “Crear un reporte de texto” (véase la Figura 5).

Figura 5. Creación de reportes gráficos y textuales.

Cargas

Para el tipo de cálculo ESFUERZOS, el usuario debe definir las cargas mecánica, térmica e higroscópica. Para hacer esto, hay que apretar el botón “Carga mecánica, variaciones de temperatura y humedad” de la ventana principal (véase Figura 6).

Figura 6. Ingresar el tipo y los valores de las cargas.

La ventana de la Figura 7 aparece entonces. Debe decidir si se imponen esfuerzos (momentos) generalizados o deformaciones (curvaturas) (véase la Figura 7). Después, debe poner el valor de las cargas (las unidades aparecen a la derecha de los espacios en blanco). Finalmente, si decidió tomar en cuenta las variaciones de temperatura y humedad (en la ventana de opciones de cálculo y de reporte) debe dar el valor de la variación de temperatura DT y de la variación de humedad relativa DH (véase la Figura 7).

Figura 7. Selección de cargas mecánicas y térmicas.

Opciones de cálculo y de reporte

Para el tipo de cálculo ESFUERZOS, hay opciones a las cuales se puede accesar al hacer clic sobre “Opciones de cálculo y de reporte” sobre la barra del menú en la ventana principal (véase Figura 8).

Figura 8. Opciones de cálculo y de reporte del tipo de cálculo ESFUERZOS.

La ventana de la Figura 9 aparece entonces. Debe especificar

• si quiere tomar en cuenta una carga térmica o no. Si éste es el caso, debe dar el valor de la variación de temperatura en la ventana de las cargas
• si quiere tomar en cuenta las deformaciones higroscópicas o no. Si tal es el caso, debe dar la variación de humedad relativa en la ventana de las cargas
• todo lo que quiere que aparezca en el reporte textual

Figura 9. Selección de las opciones de cálculo y de reporte del tipo de cálculo ESFUERZOS.

Referencias

[1] R.M. Jones, “Mechanics of composite materials”, second edition, Taylor & Francis, USA, 1999.