Efecto no lineal de cerramiento de fisura en vigas de pared delgada sometidas a vibraciones forzadas

Abstract

La presencia de daños en elementos estructurales representa un aspecto crítico en la seguridad de los mismos. En lo que respecta a estructuras ingenieriles, el tipo de daño más común es el asociado a fisuras por fatiga del material. En su modelación, la fisura completamente abierta o lineal constituye el enfoque empleado en la mayoría de los trabajos científicos presentes en la literatura. Pero para el caso de fisura por fatiga, la realidad es que ésta puede encontrarse abierta o cerrada durante el movimiento. Este efecto de cerramiento, conocido como breathing, depende de la naturaleza misma de la fisura y también del tipo de carga y de las amplitudes de vibración. Para su estudio es menester resolver un problema dinámico no lineal. En el presente artículo se estudia el comportamiento dinámico de vigas de pared delgada con presencia de una fisura de característica batiente. Se muestra que, debido a la no linealidad de la fisura, se evidencian efectos cuya presencia es imposible en la viga sin daño o en la viga con presencia de una fisura abierta o lineal. De los efectos mencionados, pueden destacarse la auto-excitación de resonancias tanto sub-armónicas como súper-armónicas y la presencia de doblamientos de período en el plano de fase.