Análisis de pandeo de un tubo recto (superficie) comprimido

Vamos a revisar el análisis de pandeo de un tubo recto comprimido con una presión q. El tubo tiene una longitud L, el radio medio R y espesor de pared h, los dos extremos están simplemente apoyados. De mucha demanda es el factor de carga correspondiente al número de semiondas n, m del pandeo del tubo. Supongamos que la longitud de la viga igual a 1 m, y las dimensiones de la sección transversal R = 0.056 m, h = 0.006 m.

Las características material asumen los valores por defecto: Módulo de Elasticidad E = 2.1E+011 , El coeficiente de Poisson ν = 0.28.

Vamos a definir las condiciones de contorno de la forma siguiente. Las caras hacia arriba y de abajo se ven limitadas en XY-ejes, la cara inferior es, además, totalmente restringida en un punto; superficie exterior está sometida a la carga de presión en la cantidad de 1 Pa.

Solución Analítica:

 

Solución es buscado para n,m = (2,1); (2,2).

El modelo de elementos finitos con cargas y restricciones aplicadas

Después de llevar a cabo el cálculo con la ayuda de AutoFEM, se obtienen los siguientes resultados:

Tabla 1. Parámetros de malla de elementos finitos

Tipo de elementos finitos.

Número de Nodos

Número de elementos finitos.

triángulo lineal

8256

16384

Tabla 2. Resultado "carga crítica"*

Solución numérica.
carga crítica P*crítica, Pa

Solución analítica
carga crítica Pcrítica, Pa

Error δ = 100% *|P*crítica-Pcrítica| / |Pcrítica|

9.1734E+007

9.5204E+007

3.64

1.0501E+008

1.0436E+008

0.62

Para el modo de pandeo de la viga

 

 

Los resultados de pruebas numéricas dependen de la malla de elementos finitos y pueden diferir ligeramente de los que figuran en la tabla.

 

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