Estudio teórico-experimental aplicado a cálculos de diseño de estructuras de protección contra vuelco de tractores agrícolas

Abstract

Los tractores agrícolas pueden volcar mientras se desplazan o trabajan, el conductor puede ser aplastado en tractores sin ROPS en vuelcos con ruedas hacia arriba. La sigla ROPS proviene de la expresión Roll-over Protective Structure, su traducción es: Estructura de Protección Contra Vuelco. Reciben esa clasificación las cabinas o barras antivuelco que cumplen los requisitos definidos en alguna de las normas que existen al respecto. Las normas consideradas en este trabajo son aplicables a tractores de diseño convencional (con 2 ejes y tracción en 2 ó 4 ruedas). Esas normas permiten diversidad de diseños de ROPS. Están definidas unas pocas dimensiones de referencia. Están especificados los procedimientos de ensayo de prototipo, donde se somete al conjunto tractor con su ROPS correspondiente a una serie de esfuerzos, que representan los esfuerzos originados en un vuelco real. Esos ensayos pueden ser dinámicos o estáticos, a elección del fabricante. Esas normas especifican valores de energía de deformación elastoplástica que deben aplicarse en las ROPS, calculables en función de la masa del tractor. Están definidas las direcciones de las fuerzas a aplicar pero no sus magnitudes. Las deformaciones máximas están limitadas. En esas normas no se presentan métodos de cálculo para el dimensionamiento de una ROPS. Eso debe ser resuelto por su diseñador. 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, que pueda formar parte de una estructura ROPS. En este método se utiliza la curva tensión-deformación del acero de los tubos.