Determinación de Módulo Elástico de Materiales Homogéneos y Compuestos, en Base a Ensayos sobre Tuberías Circulares

Abstract

Existen básicamente dos técnicas para la determinación de los módulos de deformación elástica de los materiales constituyentes de tuberías: la primera consiste en tallar probetas cuasi-planas del propio caño y realizar sobre ellas ensayos de tracción simple y la segunda es realizar ensayos sobre trozos de caños de dimensiones ya sean normalizadas, o bien, acordes a los equipos de ensayo empleados, realizando un ensayo de aplastamiento parcial o uno de alargamiento parcial, con medición de la deformación del diámetro. Las diferencias de los valores reportados según la técnica de ensayo suelen ser atribuidas a una incursión en el comportamiento no lineal del material como consecuencia de un exceso de aplastamiento o de alargamiento. En este trabajo se muestra como, aún en rango elástico, la influencia de las deformaciones geométricamente no lineales, induce a estimar valores equivocados del módulo de deformación longitudinal. Por medio del método de los elementos finitos se han realizado ensayos numéricos que permiten visualizar la influencia de las deformaciones geométricamente no lineales en simulaciones del ensayo de compresión de caños, tanto de materiales homogéneos como laminados. Se pone en evidencia que según sea la técnica de ensayo empleada, el módulo de deformación longitudinal puede ser estimado por defecto o por exceso. Especialmente, para los tubos de material compuesto con laminados simétricos, se estudia tanto la influencia de los ángulos de laminados como la incidencia de laminados con módulos de deformación longitudinal diferentes, orientados bajo ángulos de laminados diferentes. Se concluye con recomendaciones sobre los métodos de ensayos y la forma de extraer datos de interés de gráficas propias de laboratorio.