INFLUENCIA DE LA ORIENTACIÓN DE LA FIBRA DE REFUERZO EN LA RESPUESTA DINÁMICA DE PLACAS RECTANAGULARES CON VINCULOS ELÁSTICOS

LIZ GRACIELA NALLIM, MARIO WALTER TOLEDO, RICARDO OSCAR GROSSI

Mar del Plata, Argentina

Jornada; XIX Jornadas Argentinas de Ingeniería Estructural; 2006

Asociación Argentina de Ingenieros Estructurales

El uso de materiales compuestos en el diseño de estructuras se ha visto incrementado notablemente en los últimos años. Esta tendencia se debe al hecho de la posibilidad de diseñar el material con ciertas propiedades especiales con cualidades mecánicas superiores a los materiales tradicionales.  Los detalles de las características de vibración de estos elementos estructurales son de importancia fundamental en las aplicaciones industriales para asegurar la confiabilidad y la efectividad del diseño. En muchas aplicaciones, la situación de diseño incluye requerimientos en cuanto a la respuesta dinámica de placas rectangulares. Estos requerimientos pueden satisfacerse, para el caso de materiales compuestos reforzados con fibras unidireccionales, por ejemplo, variando el ángulo de inclinación de las fibras.              En este trabajo se obtiene un algoritmo general para la obtención de las frecuencias naturales de vibración de placas rectangulares formadas por una lámina simple de material compuesto reforzado con fibras. Se considera la posibilidad de la presencia de una masa concentrada y de vínculos elásticos en el contorno. El desarrollo se basa en el método de Rayleigh – Ritz y se utilizan polinomios ortogonales generados con el procedimiento de Gram - Schmidt como funciones admisibles.  El algoritmo es sencillo de programar, numéricamente estable y tiene la capacidad de tratar de manera uniforme todas las posibles combinaciones de condiciones de contorno. Para mostrar la precisión del algoritmo desarrollado, algunos de los resultados obtenidos se verifican con resultados obtenidos mediante la aplicación del Método de los Elementos FinitosPor otra parte, la solución analítica obtenida permite expresar la respuesta dinámica en función de los distintos parámetros involucrados. En particular, es posible expresar la ecuación de frecuencias en función, por ejemplo, de la orientación de la fibra de refuerzo y de esta manera tener una base para el diseño óptimo de estos elementos estructurales, ya sea para maximizar la frecuencia de vibración para distintas relaciones de masa concentrada ó para distintos parámetros de restricción elástica.