Influència de les tensions residuals i l’enduriment per deformació en perfils prims d’acer conformats en fred sotmesos a flexo-compressió

Abstract

L’objectiu principal d’aquest treball fi de grau consisteix en analitzar la capacitat resistent dels perfils prims tipus rack sotmesos a flexo-compressió, a través de l’experimentació, simulacions numèriques i mitjançant el càlcul normatiu. També s’analitzarà la influència de les perforacions en la seva capacitat resistent i el comportament a post-col·lapse. El treball disposa d’una breu introducció per tal de conèixer el món dels perfils prims en les prestatge ries metàl·liques per a palets. Per aconseguir els objectius marcats s’utilitzen assaigs experimentals i simulacions mitjançant el mètode dels elements finits. Primerament, ha estat necessari realitzar el disseny d’un utillatge per assajar un perfil tipus rack de forma excèntrica per tal d’introduir el moment flector i l’esforç axil desitjat. El disseny permet aplicar diferents valors d’excentricitat horitzontal, per tal d’analitzar el comportament del perfil amb més o menys moment flector. Addicionalment, s’ha realitzat un model 3D de l’assaig experimental realitzat, utilitzant el programa SolidWorks 13. D’aquesta manera, es pot visualitzar d’una manera senzilla totes les parts de les que consta el banc de càrregues i els utillatges necessaris per a realitzar els assajos. A més a més, s’ha realitzat un vídeo amb el programa Blender 2.72b, que permet fer-se una millor idea de les parts del utillatge i com estan acoblades entre elles. En segon lloc, es reprodueixen els diferents assajos realitzats experimentalment mitjançant el mètode dels elements finits amb el programa ANSYS 13.0. En aquest treball es realitzen dos tipus de simulacions, unes incorporant les tensions residuals i l’enduriment per deformació derivats del procés de fabricació i les altres sense. En les simulacions sense els efectes del conformat, s’estudiarà la necessitat o no d’incorporar una imperfecció geomètrica “fictícia” per tal d’obtenir una bona predicció de la capacitat resistent de l’element estructural. Per a finalitzar els càlculs numèrics, es calcularan les prediccions de capacitat resistent que marca la normativa europea (EC3 i EN 15512:2009 (E)) [5] i es compararan els resultats amb els valors experimentals i les simulacions realitzades per tal d’avaluar la diferència existent entre els valors resistents obtinguts mitjançant aquestes metodologies. Finalment, el treball inclou un estudi d’impacte ambiental i un estudi econòmic.