Simulación Numérica del Comportamiento Estructural de Vigas de Araucaria Angustifolia (Pino Paraná)

Abstract

La madera es un material que presenta diferentes propiedades mecánicas en distintas direcciones (material ortotrópico), presentando distintos módulos de elasticidad y coeficiente de Poisson, según si la dirección considerada coincide o no con la dirección de las fibras, por lo que la mecánica de estos materiales es más compleja que la de un material isótropo. El objetivo de este trabajo consiste en simular numéricamente a través del método de elementos finitos el comportamiento de vigas aserradas de Araucaria angustifolia (pino paraná) con defectos diversos, y establecer una relación con el comportamiento mecánico observado de las mismas en ensayos de flexión realizados según normas europeas. Se utilizaron los datos empíricos de 256 vigas de distinta escuadría de Araucaria angustifolia, ensayadas a flexión en el laboratorio de la UTN Facultad Regional Venado Tuerto. De todos ellos se tomaron los 50 casos más representativos. Esas 50 vigas fueron modeladas mediante un software de cad en 3D (Se utilizó el software Solid Works), reproduciéndolas totalmente con sus defectos (nudos, médula, grietas). Para este caso, se consideró a la médula y los nudos como huecos, poniéndose especial cuidado en el modelado de la unión entre médula y nudos. Los resultados posteriores confirmarían la bondad de esta hipótesis. Se simuló mediante un programa comercial (Cosmos) para cada caso las condiciones de ensayo, modelizando los apoyos, los sitios de aplicación de las cargas y la forma de aplicación de las mismas. Se obtuvieron los valores de rotura en cada caso. De las comparaciones con los ensayos se concluye que en el 90% de los casos, los valores empíricos y teóricos coinciden dentro de un margen de error del 10%, observándose que en la mayoría de los casos, los segundos son superiores a los primeros.