Apunte Pandeo de Cilindros de Paredes Delgadas con Presion ...

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CILINDROS DE PAREDES DELGADAS SOMETIDOS A COMPRESION Y PRESION INTERNACarga última en cilindros circulares:El cálculo teórico nos lleva a una ecuación que da la tensión a la cual ocurre el pandeoen un cilindro cargado axialmente. La pregunta que surge es saber si resulta posible ono exceder la tensión de pandeo de tal estructura. Las experiencias demuestran que entodos los casos de cilindros completos, la carga a la cual pandea es también la cargaúltima que puede soportar, ya que en tales estructuras el pandeo es de característicascatastróficas y tienen lugar grandes deformaciones axiales repentinas.3) Determinación de la carga crítica de pandeo para un cilindro sometido acompresión y presión interna:Investigaciones experimentales han determinado un significativo incremento de latensión crítica de pandeo en cilindros con presión interna.Lo, Create y Schwartz han analizado el problema de largos cilindros presurizadosusando una extensión de la teoría de las grandes deflexiones de von Kármán y Tsien.Dibujando estos resultados en términos de los parámetros adimencionales (p/E)(r/t) 2 y(σcr/E)(r/t) se ve el incremento del coeficiente de pandeo desde el valor de Tsien de0,375 a presión cero hasta el clásico valor máximo de 0,605 a (p/E)(r/t) 2 = 0,169 (figura3.1).Se puede observar que un cilindro presurizado tiende a alcanzar el valor de K = 0,605.Esto se debe a que la presión interna fuerza al cilindro a tomar la forma de onda, quese propuso en el primer análisis teórico ( w = -A sen (mπx/L) ). De igual manera en losexperimentos, además de que la presión interna "plancha" las imperfecciones inicialesdel cilindro.Comparando la teoría con los resultados experimentales se observan grandesdiscrepancias, debidas a la forma de onda al inicio de pandeo. Lo, Create y Schwartzobtubieron una mejor correlación con los experimentos graficando el incremento de latensión crítica (Δσcr/E)(r/t) = ΔK = K - Ko donde Ko es el coeficiente a presión cero(figura 3.2). De esta forma la teoría predecía en forma muy aproximada el incrementode la tensión debida a la presurización.Página 19 de 25
CILINDROS DE PAREDES DELGADAS SOMETIDOS A COMPRESION Y PRESION INTERNA0.6Teoría de Lo0.5σcrσcrr= = kE t0.40.30.20.1t = 0,001 in (p crec.)t = 0,001 in (p decrec.)t = 0,003 in00 0.5 1 1.5 2 2.5p =pE⎛r⎜ ⎞ 2⎝ t ⎠ ⎟Figura 3.10.30.250.2Δσ cr=Δk0.150.10.0500 0.5 1 1.5 2 2.5p =pE⎛r⎜ ⎞ 2⎝ t ⎠ ⎟Figura 3.2Página 20 de 25
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