Se deben verificar las: E.E.I., E.E.C. y E.D.C como condición necesaria y suficiente (Teorema de la unicidad de la solución elástica).
Verificación de las Ecuaciones de
Equilibrio Interno (E.E.I.
Las ecuaciones a verificar
son:
txy = tyx
tyz = tzy
Las tensiones tangenciales se igualan de a pares por el Principio de reciprocidad de las tensiones.
Eliminando los terminos nulos, nos
queda:
Por lo tanto se verifican las ecuaciones de equilibrio interno en tensiones.
Verificación de las Ecuaciones de
Equilibrio en el Contorno (E.E.C.
Las ecuaciones a verificar
son:
Construimos la siguiente tabla, la que para este caso no es tan necesaria ya que el prisma estudiado es de geometría regular, pero para geometrías irregulares y complicadas es una buena manera de representar el sólido estudiado y reduce las posibilidades de error.
Cara |
GEOMETRIA |
FUERZAS DE
CONTORNO | |||||||
cos a |
cos b |
cos g |
X |
Y |
Z |
Xc |
Yc |
Zc | |
1 |
1 |
0 |
0 |
a/2 |
-b/2 £ y £ b/2 |
0 £ z £ h |
0 |
0 |
0 |
2 |
-1 |
0 |
0 |
-a/2
|
-b/2 £ y £ b/2 |
0 £ z £ h |
0 |
0 |
0 |
3 |
0 |
1 |
0 |
-a/2 £ x £ a/2 |
b/2 |
0 £ z £ h |
0 |
0 |
0 |
4 |
0 |
-1 |
0 |
-a/2 £ x £ a/2 |
-b/2 |
0 £ z £ h |
0 |
0 |
0 |
5 |
0 |
0 |
1 |
-a/2 £ x £ a/2 |
-b/2 £ y £ b/2 |
Z |
0 |
0 |
-N/a.b |
6 |
0 |
0 |
-1 |
-a/2 £ x £ a/2 |
-b/2 £ y £ b/2 |
0 |
0 |
0 |
N/a.b+Pe.h |
Eliminamos los terminos nulos:
Cara 5:
Verifica
Cara 6:
Verifica
Verificación de las Ecuaciones De
Compatibilidad
Utilizaremos las ecuaciones de
Beltrami (debido a que Xm=Ym= 0 y
Zm = - Pe, es una constante)
donde n = Coeficiente de
Poisson.
Siendo (tensión cúbica:
en un determinado punto la suma de las tensiones sx, sy, sz es siempre el mismo
valor s).
Tenemos:
sx = sy = 0
txy = tyz = tzx = 0
Al ser sz una función
lineal de z, la derivada segunda de sz, al igual que su
laplaciano son nulos, por lo que se verifican las ecuaciones.
Conclusión:
Concluimos que para el problema de compresión simple (considerando el peso propio), la solución tensional brindada por la Resistencia de Materiales es aceptable, ya que la hemos verificado mediante la teoría de la elasticidad.