Caso 02 — Viga rígida soportada por postes elásticos verticales
Verificación del desplazamiento vertical de una viga rígida soportada por dos postes elásticos verticales con diferente rigidez. El sistema consiste en una viga horizontal rígida sobre postes de acero y aluminio sometida a una carga vertical concentrada. Este caso valida la correcta implementación de elementos de barra axial con diferente rigidez de material y su interacción con un elemento de viga rígida en el solver de elementos finitos de RodX.
Descripción
Una viga horizontal rígida está soportada por dos postes elásticos verticales. El poste izquierdo es de acero y el poste derecho es de aluminio. La viga en sí se asume rígida, mientras que las deformaciones axiales ocurren solo en los postes de soporte. Una carga concentrada vertical se aplica a la viga en un punto intermedio entre los apoyos.
Determinar:
- Desplazamiento vertical de la viga rígida en el punto de aplicación de la carga.
Esquema estructural
Geometría, condiciones de borde y aplicaciones de carga utilizadas en el modelo de verificación.
Parámetros del modelo
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Tipo de elemento | Beam elements |
| Material | Steel, Aluminum |
| Módulo de Young | 2.0 × 10⁸ kN/m², 7.0 × 10⁷ kN/m² |
| Diámetro | 0.02 m, 0.05 m |
| Condiciones de borde | Fixed supports at the bases of both posts |
| Cargas | Vertical concentrated load of 90 kN applied to the rigid beam |
Resultados numéricos
Desplazamientos
Resultados de tabla de RodX
Comparación
| Nodo | Solución analítica | RodX |
|---|---|---|
| Δy(A) | -0.286 | -0.286 |
| Δy(F) | -0.225 | -0.225 |
| Δy(B) | -0.102 | -0.102 |
Los resultados numéricos obtenidos con RodX están en concordancia con la solución analítica.
Referencia
- Hibbeler, R. C. Mechanics of Materials, 10th Edition (SI Units), Pearson Education, 2017, Example 4.3, p. 149.