Estudio teorico-experimental del comportamiento elastoplástico a flexion de tubos utilizados en estructuras de proteccion contra vuelco de vehicuos.

Abstract

Cuando un vehículo experimenta un choque la energía del impacto causa deformaciones de su estructura, las que deben estar limitadas para evitar que los pasajeros sean “aplastados” por componentes de la propia estructura u otros. A tales efectos, se han emitido numerosas normas y reglamentos que exigen la evaluación de la energía de deformación elastoplástica de los componentes de las estructuras de protección contra vuelco de vehículos, generalmente tubos de sección circular o rectangular de acero u otro material. Por ejemplo, para automóviles, una de las normas de USA es FMVSS 216 TP-216-05 (2006), para vehículos de transporte de pasajeros está vigente el Reglamento Nº 66 de la Comisión Económica de las Naciones Unidas para Europa (CEPE) 2011, para máquinas de trabajo fuera de ruta una de las normas es SAE J1040 1994, para tractores agrícolas una de las normas es SAE J1194_201611. En todos los casos la energía de deformación elastoplástica está determinada por las fuerzas del impacto y por las deformaciones de la estructura, cuyos valores pueden calcularse con programas de elementos finitos especializados. Para simplificar los procesos de cálculo, en este trabajo se propone un método, basado en una hipótesis de resistencia de materiales en el rango elastoplástico, para relacionar los valores del momento flexor actuante y del resultante radio de curvatura de un tubo de acero, de sección circular o rectangular, cuyo espesor es suficiente para evitar el aplastamiento de la sección. El método se validó mediante ensayos. Se determinó la curva tensión-deformación del acero de un tubo de sección circular ensayando probetas fabricadas con tramos del mismo. Con esos datos se realizaron los cálculos. Se ensayó a flexión pura normal una viga formada por el tubo. Las diferencias entre valores calculados y medidos de flechas elásticas resultan menores a 3%.