Estudio teórico y computacional sobre la mecánica de vigas curvas de materiales compuestos, con sección de paredes delgadas, considerando efectos no convencionales

Marcelo Tulio Piovan.

2002.

549 págs. : ilustraciones ; 30 cm.

"Tesis Doctor en Ingeniería".

Director de tesis: Víctor Hugo Cortínez; codirector: Raúl Edgardo Rossi.

Tesis(doctor)--Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería, 2003.

Resumen: Las estructuras esbeltas de paredes delgadas son utilizadas en muchas aplicaciones de la ingeniería civil, mecánica y aeronáutica entre otras. Existen diversos métodos con los cuales estudiar y calcular tales estructuras, que van desde las simples teorías de vigas hasta modelos de la elasticidad tridimensional. En este contexto las teorías de vigas con sección transversal de paredes delgadas aparecen como un nexo de importancia entre aquellos extremos, pues permiten estudiar el comportamiento mecánico mediante un sistema de ecuaciones diferenciales relativamente sencillo. El desarrollo de teorías generales de vigas con sección de paredes delgadas tiene un hito importante en la teoría de Vlasov para materiales isótropos, originaria de los años treinta. Sin embargo, las teorías para vigas construidas con materiales compuestos laminados son de desarrollo contemporáneo. El constante auge de utilización de materiales compuestos en las industrias aeronáutica, mecánica y civil, exige la necesidad de contar con modelos teóricos que permitan predecir el comportamiento de tales elementos estructurales. El objeto de esta tesis consiste, principalmente, en el desarrollo de una teoría dinámica general linealizada para vigas curvas y rectas con sección de paredes delgadas construidas con materiales compuestos, siendo a su vez, aplicable al campo de materiales isótropos y compuestos. El concepto de flexibilidad por corte en forma completa significa que se incorporan las deformaciones de corte por flexión y por alabeo torsional no uniforme. Otro tópico original en la teoría de vigas curvas de materiales compuestos es la introducción de una cinemática no lineal basada en el campo de rotaciones finitas semitangenciales. Este campo permite el estudio de problemas de inestabilidad y problemas de dinámica con tensiones iniciales en condiciones especiales, entre otros de interés. La teoría general de vigas curvas de materiales compuestos, como principal desarrollo de la tesis, es novedosa tanto en su formulación cinemática como en la gama de aplicaciones, y se presenta en forma unificada para tratar diferentes problemas de mecánica estructural, tales como el cálculo de tensiones y deformaciones bajo cargas estáticas, el cálculo de cargas de inestabilidad, la obtención de frecuencias naturales de vibraciones libres con o sin estados de tensiones iniciales y el estudio de materiales compuestos con matriz viscoelástica lineal, entre otras aplicaciones. A conocimiento del autor de esta tesis, el modelo general de vigas curvas de paredes delgadas y los susbsecuentes estudios expuestos a lo largo de esta obra, son inéditos, originales y pueden considerarse generalización de una variada gama de teorías de vigas de materiales compuestos e isótropos, expuestas y/o publicadas en la literatura técnica-científica internacional. CALIFICACION DEPARTAMENTO DE GRADUADOS Calificación de la defensa oral: Sobresaliente - 10 (diez) Fecha: 07/08/03

Incluye referencias bibliográficas.