¿Por qué el análisis de tensiones dadas las fuerzas NO proporciona las tensiones extremas si tengo varias líneas seleccionadas?

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Recientemente, un cliente lanzó una pregunta a nuestra línea de soporte técnico. Disponía de tres combinaciones de solicitaciones (numeradas 1, 2 y 3) y al pedir al programa que hiciera un análisis de tensiones dadas las fuerzas, el programa indicaba que la tensión de compresión mínima (la más negativa) a la que estaba sometida la sección era de -29.5 MPa mientras que, analizando una a una las secciones, la primera de ellas ¡¡¡tenía una tensión mínima de -30.4 MPa!!!

La explicación de este aparente "error", que en realidad no lo es, es muy sencilla: Cuando se seleccionan varias líneas de solicitaciones, FAGUS cree que vamos a hacer un análisis de fatiga y lo que busca son carreras de tensiones. Para que esta operación tenga sentido, debemos comparar tensiones en puntos iguales y para que esto sea posible, el análisis debe ser uniaxial. 

Veámoslo con detalle.

En muchas ocasiones hemos recibido consultas más sencillas que ésta y relacionadas con la representación de la fibra neutra de las secciones cuando se llevan a cabo análisis en FAGUS.

Todos tenemos en la cabeza, cuando pensamos en un análisis de una sección simétrica sometida a un momento uniaxial, que nuestra sección tiene una fibra donde la tracción es máxima, una fibra donde la compresión es máxima y una fibra donde no hay tensiones y que recibe el nombre de fibra neutra. Si pensamos en una sección rectangular, con eje y horizontal y z vertical, sometida a un momento de eje y (My), la fibra neutra será horizontal.

Es importante saber que FAGUS es mucho más general en los análisis que realiza, pudiendo llevar a cabo análisis de secciones con cualquier geometría, varios materiales, cualquier distribución de armaduras, cualquier combinación de esfuerzos, etc. Por este motivo, cuando se hace un análisis en FAGUS que incluye Nx, My y Mz, los valores de tensiones no son uniaxiales, es decir, se representan con respecto al eje principal sobre el que la sección gira como consecuencia de su geometría y de los esfuerzos solicitantes.

Si, por ejemplo, en la sección que vemos a continuación, tuviéramos las solicitaciones marcadas en la línea 4 (nótese que marcamos sólo esta línea), vemos cómo el eje de referencia no es horizontal.

Si quisiéramos hacer un análisis uniaxial (aquel que sólo considera Nx, My y Vz, por lo que arroja resultados de flexión sobre el eje "y", y valores extremos sobre el eje "z"), entonces marcaríamos la opción "Flexión Uniaxial".

Vemos que, con flexión uniaxial, la tensión mínima es de -29.5 MPa, 

Si marcamos varias líneas (por ejemplo, la 1, 2 y 3), el programa automáticamente hace un análisis uniaxial para ser capaz de comparar tensiones en un mismo punto y poder dar como resultado las carreras de tensiones correspondientes.

Si nos fijamos bien, el listado numérico indica que los valores de tensiones mostrados se producen en el eje z y esto sólo es posible si el análisis es uniaxial.

Una vez entendido esto, puede surgir la pregunta sobre cómo puede obtenerse un listado de los distintos valores de la tensión de una manera más automática, sin tener que ir marcando una línea, calculando e imprimiendo.

En ese sentido existen diversas opciones. Nosotros aconsejamos la segunda:

1.- Usando el cálculo en serie de la pestaña "Análisis" de FAGUS:

Es importante saber que, para que el programa no acumule tensiones, se debe "cargar" la sección cada vez, tal y como muestra la imagen anterior.

Además, aprovechamos para indicar que el botón inferior izquierdo lanza el documento de texto, que puede ser editado de forma muy fácil:

2.- ​Usando la herramienta FG8JOB​
Como normalmente es mucho más productivo no tener que ir mirando en el listado cuál es el máximo valor de la tensión, la opción que más aconsejamos es el uso del FG8Job.

En la siguiente imagen vemos un ejemplo de archivo de entrada: .INP, que arrojaría el archivo de salida .OUT y el .RTF:

Resulta de especial interés el .OUT:

La potencia de este programa de cálculo seccional radica en la posibilidad de analizar cualquier sección genérica, siendo posible, además, hacer esos análisis de forma externa con el uso de archivos de texto.

Si alguno de los lectores de este artículo no conoce el FG8Job o tiene interés en utilizarlo, pero no sabe cómo, puede ponerse en contacto con nosotros y le proporcionaremos toda la ayuda que necesite. Esta herramienta únicamente está disponible para usuarios de FAGUS-8.