Estudio Comparativo de Metodologías para Analizar Estructuras de Vigas que Incluyen las No Linealidades de Von Kármán

Abstract

Últimamente, el número de trabajos que adoptan herramientas de análisis no lineales para estudiar diferentes estructuras se ha incrementado considerablemente. Estas estructuras pueden experimentar grandes desplazamientos y rotaciones que exceden los límites de los análisis lineales y, por lo tanto, requieren la utilización de modelos no lineales para predecir adecuadamente su comportamiento. Sobre esta base, en este trabajo se realiza un estudio comparativo de distintas variantes, con complejidad creciente, de un modelo que incluye no linealidades geométricas. El modelo consiste en una formulación de elementos finitos de viga basada en la teoría de Timoshenko que incluye, de manera consistente, las no linealidades de Von Kármán. Para resolver las ecuaciones que gobiernan la evolución espacial de la estructura, dos descripciones cinemáticas son consideradas: la primera en un marco de referencia absoluto y la segunda en uno co-rotacional. El estudio se centra en problemas estáticos considerando, en cada caso, la aplicabilidad y velocidad de convergencia. Los resultados obtenidos muestran concordancia con aquellos expuestos en bibliografía. Finalmente, se establecen pautas generales sobre el desempeño del modelo presentado.