Análisis de las propiedades de sección transversal de perfiles tipo UV conformados en frío
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Date
2024-08
Journal Title
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Volume Title
Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Mecánica
Abstract
Information on cold-formed structural elements is limited, but has become indispensable in the
field of construction, as it allows for improved design and analysis of structures.
In the present investigation, a comprehensive analysis of the section properties of 6 and 8 mm
thicknesses was carried out. It started with a review of information to understand the behaviour
of these profiles, section properties such as inertias, torsional constants and warping constants
were calculated using traditional analytical methods. To validate these calculations, a
mathematical model based on the finite element method (FEM) was developed, which allowed
the behaviour of the cross-sections to be simulated more accurately. Experimental torsion,
bending and compression tests were performed to compare the results obtained by analytical
calculations and FEM analysis. In the case of the tests to determine the warping constant,
technical limitations were faced, such as the lack of a high test machine for compression tests
on thicker sections, which led to the use of thinner sections.
Finally, the results showed that the FEM provides intermediate predictions between analytical
methods and experimental tests, the differences observed in the behaviour of the specimens
were discussed, conclusions were drawn on the discrepancy of results between the different
methods, and recommendations for future studies were proposed, including the application of
heat treatments to the profiles to improve the values obtained in the tests.
Description
La información sobre elementos estructurales conformados en frío es limitada, pero se ha vuelto
indispensable en el campo de la construcción, ya que permite mejorar el diseño y análisis de las
estructuras.
En la presente investigación se llevó a cabo un análisis exhaustivo de las propiedades de sección
con los espesores de 6 y 8 mm. Se inició con una revisión de información para comprender el
comportamiento de estos perfiles, se calcularon las propiedades de sección, como inercias,
constantes de torsión y constantes de alabeo, utilizando métodos analíticos tradicionales. Para
validar estos cálculos, se desarrolló un modelo matemático basado en el método de elementos
finitos (FEM), que permitió simular con mayor precisión el comportamiento de los perfiles. Se
realizaron ensayos experimentales de torsión, flexión y compresión para comparar los
resultados obtenidos mediante cálculos analíticos y el análisis FEM, en el caso de los ensayos
para determinar la constante de alabeo se enfrentó limitaciones técnicas, como la falta de una
máquina de ensayo de gran altura para pruebas de compresión en perfiles más gruesos, lo que
llevó a usar perfiles de menor espesor.
Finalmente, los resultados mostraron que el FEM proporciona predicciones intermedias entre
los métodos analíticos y los ensayos experimentales, se discutieron las diferencias observadas
en el comportamiento de las probetas, se plantearon conclusiones sobre la discrepancia de
resultados entre los distintos métodos, y se propusieron recomendaciones para futuros estudios,
incluyendo la aplicación de tratamientos térmicos a los perfiles para mejorar los valores
obtenidos en los ensayos.
Keywords
CONFORMADO EN FRÍO, PERFILES TIPO UV, PROPIEDADES DE SECCIÓN, ELEMENTOS FINITOS, DEFLEXIÓN, TORSIÓN, COMPRESIÓN, INERCIAS, CONSTANTES DE TORSIÓN, CONSTANTES DE ALABEO