Ejemplo 1

Calcula el cambio de ángulo de rotación \(\Delta\varphi_B\) y el ángulo de rotación \(\varphi_A.\)
Ten en cuenta solo la influencia del momento de flexión. E=205 GPa, I=6500 \(cm^4.\)

single-task-hero-img

Solución

Vea introducción teórica al método de Maxwell-Mohr! ¡También se proporcionan referencias adicionales y más ejercicios sobre este tema!
Obtenga más información sobre la integración con el método de Wereszczagin.

Solución del ejercicio:

Para calcular los desplazamientos buscados, debemos trazar un diagrama de momentos flectores a partir de la carga externa (inicial).

Gráfico de momentos a partir de la carga externa

\begin{aligned} \\ \sum&{{M_B^P}}=0 & &20\cdot 2-H_C\cdot 4=0 & &H_C;=10 kN\\ \sum&{X}=0 & &H_C;+H_A-20=0 & &H_A=10 kN\\ \sum&{M_C}=0 & &V_A\cdot 3-10\cdot3\cdot \frac{3}{2}=0 & &V_A=15 kN\\ \sum&{Y}=0 & &V_A+V_C-10\cdot 3=0 & &V_C=15 kN\\ \\ \end{aligned}

Cambio del ángulo de rotación del nodo B

Para calcular el cambio del ángulo de rotación en el nodo B (articulación), aplicamos una carga generalizada correspondiente a este desplazamiento, es decir, un momento unitario desde ambos lados de la articulación (dirigido en direcciones opuestas). El desplazamiento buscado es la integral del diagrama de momentos a partir de la carga inicial y la carga virtual en las barras correspondientes.

\begin{aligned} \\ =&\frac{1}{EJ}\left[\frac{2}{3}\cdot 11,25\cdot 3\cdot \frac{1}{2}+\frac{1}{6}\cdot 1\cdot 20\cdot 2 +\frac{1}{3}\cdot \frac{1}{2} \cdot 20\cdot 2+\frac{1}{3} \frac{1}{2} \cdot 20\cdot 2\right]=\\ =&\frac{31,25}{EJ}=2,345*10^{-3}\left[\text{rad}*\frac{180}{\pi}\right]=0,1343 ^{\circ}\\ \\ \end{aligned}

Ángulo de rotación del nodo A

Esta vez, si buscamos el ángulo de rotación en el nodo A, la carga generalizada correspondiente a este desplazamiento es un momento concentrado aplicado en el punto A.

\begin{aligned} \\ =&\frac{1}{EJ}\left[\frac{2}{3}\cdot 11,25\cdot \frac{1}{2}\cdot 3\right]=\frac{11,25}{EJ}=8,4427*10^{-4}\left[\text{rad}*\frac{180}{\pi}\right]=0,0484 ^{\circ}\\ \\ \end{aligned}