Inestabilidad de Estructuras Esbeltas Construidas con Materiales de Propiedades Distribuidas Funcionalmente

Abstract

En este trabajo se efectuan estudios sobre la inestabilidad estática de estructuras esbeltas construidas con materiales funcionales. Al efectuar una revisión en la literatura científica especializada se puede observar la falta de información referente al estudio de inestabilidad de vigas curvas construidas con materiales funcionales. Este problema fue encarado por muy pocos autores aunque empleando formulaciones que no consideran determinados efectos elásticos no convencionales. Se han reportado diversos estudios referentes al comportamiento estático y dinámico en el plano de curvatura de las vigas precurvadas, sin embargo no se han observado estudios suficientemente completos que contemplen a su vez el movimiento fuera del plano y el acoplamiento entre ambos asociado a las propiedades materiales,
variables en el dominio. El objetivo de este trabajo incluye dos puntos. En primer lugar se desea desarrollar un modelo de estudio para la inestabilidad estatica de vigas curvas de materiales no homogeneos, a partir de una teoría linealizada conteniendo movimientos en el plano y fuera del plano. El segundo punto
reside en estudiar y caracterizar el problema de inestabilidad para vigas curvas construidas con materiales de distribución funcional arbitraria entre cerámicos y metales. El modelo se desarrolla empleando un campo de desplazamiento que incluye rotaciones finitas semitangenciales. Los estudios se efectúan dentro del contexto del método de elementos finitos empleando herramientas basadas en elementos isoparamétricos de 4 y 5 nodos. Se analizan diferentes casos de distribución funcional de propiedades junto
con variación de los parámetros geométricos, entendiendo por ello, no simetría, acoplamiento geométrico y acoplamiento elástico presentes en el modelo.