Cómo ubicar el eje neutro en una viga

Localizar el eje neutral (NA) puede ser muy complicado.

  • En la viga más simple, el NA se encuentra en el centroide vertical de la forma. Ver figura 1.

  • Para vigas compuestas, se deben hacer los ajustes de diferentes materiales. Ver figura 2 a continuación. Se debe dibujar una “Sección equivalente”, donde el ancho de uno de los materiales se multiplica por el factor “n”. n es la relación de los dos materiales del módulo de Young. En el siguiente ejemplo, n> 1, por lo que el área aumentó. Luego, el centroide de la sección Equivalente se encuentra como se describió anteriormente.

  • Para los miembros pretensados, la ubicación de NA depende de las condiciones de carga y del esfuerzo inicial. Será necesario realizar un análisis estructural para encontrar el diagrama de bloques de tensión. Donde el esfuerzo pasa a través del eje vertical (0, cero) es donde se encuentra el NA.

El NA solo se encuentra a la mitad de la altura del haz para una sección doblemente simétrica homogénea. Y solo se encuentra en el centroide de la forma de vigas isotrópicas homogéneas.

Eje neutro, por definición, es el eje en el que la viga experimenta tensión y tensión cero.

Para una viga homogénea (compuesta de 1 material), estaría en el centro geométrico. Para una viga heterogénea, necesita ubicar dónde el esfuerzo se convierte en cero. Usando la fuerza y ​​el equilibrio del momento, puedes encontrar la ubicación del eje neutro.

EBook de mecánica: vigas compuestas

-Prithivi
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Cosas adicionales:

Aquí hay otro video que explica los conceptos básicos de resistencia de los materiales (estado de estrés, tensiones principales, círculo de Mohr y teorías de falla) sin ecuaciones matemáticas:

El eje natural es el eje donde no hay estrés.

En general, esto podría calcularse mediante:

Dividiendo la sección de la viga en elementos diferenciales.

Multiplicando el área de este elemento por sus módulos de elasticidad, luego por su distancia desde un eje de referencia supuesto arbitrario.

Repita esto para todos los demás elementos diferenciales y resuma.

Divida la suma por la suma de todas las áreas de elementos diferenciales multiplicadas por cada módulo de elasticidad.

Básicamente es como encontrar el centro de geometría para una nueva sección donde las áreas diferenciales se aumentan o disminuyen a sus respectivos módulos de elasticidad.

Supongo que estás hablando de flexión. Si la viga en cuestión tiene una sección transversal cuadrada o rectangular, su eje neutral estaría en el centro geométrico de dicha sección transversal, que también es el centro de inercia. Sin embargo, en general, si desea encontrar el eje neutro de una viga, debería mirar su sección transversal y encontrar el centro de inercia. Esto se debe a que la viga está simplemente apoyada o articulada en ambos extremos, su sección transversal es la misma en toda su longitud y está bajo tensión de flexión.

Para encontrar la posición del eje neutro, es necesario satisfacer la relación entre las fuerzas de compresión y tensión en la sección desarrollada como resultado de la flexión.

Si la fuerza axial que actúa sobre la sección de la viga es cero, entonces la compresión es igual a la tensión y ese es el caso habitual de una viga.

Siempre el eje neutal será perpendicular a la carga

El eje neutro también se conoce como eje centroidal, lo que significa que cuando se encuentra el centroide, automáticamente el plano que pasa a través del centroide se conoce como eje centroidal.

Eso es todo

1/2 la altura del haz es el eje neutro

Para todo análisis lineal es el cg de la sección transversal de la viga.