Paso 2: Validación del modelo
Este enfoque tiene el potencial para ser aplicado a cualquier forma de forma libre, las restricciones de diseño son dictadas solamente por las propiedades mecánicas de los materiales que se emplean para construir la pieza. Durante el proceso de diseño es importante tener en cuenta que materiales pueden romperse si fatigarse, lo cual es algo que definitivamente queremos evitar. Una buena regla para comprobar si la flexión de las piezas supera su capacidad estructural se condensa en las siguientes fórmulas:
M = EI/kappa, donde M es el momento flector en la franja de, E es módulo de elasticidad del material, el segundo momento de inercia de la franja y kappa la curvatura.
Si conocemos el momento fácilmente podemos calcular la tensión a través de la siguiente relación:
Sigma = M/W, donde sigma es la tensión máxima en las fibras de la parte superior o inferior de la tira y W es bh ^2 /6 para una sección rectangular como en nuestro caso, donde b es la longitud y h la altura de la sección.
Estas fórmulas relacionan el estrés derivados de la acción de flexión con el radio de curvatura. Usted necesita asegurarse de que la tensión sigma en las áreas con la curvatura más estrechos no exceda la resistencia última del material. En mi caso usé un contrachapado de abedul de 3 mm (1/8") para poder lograr un estrecho radio de curvatura, como madera contrachapada es un material muy flexible y puede soportar grandes deformaciones antes de fallar. El modelo está claro que la zona de máxima curvatura es donde ocurre la transición entre la curvatura positiva y negativa, que corresponde a un radio de curvatura de 0.17 m. romper el cálculo:
E = 6800 N/mm ^ 2
I = (400 mm x 3 mm () ^ 3) / 12 = 900 mm ^ 4
Kappa = 6.0 1/m
M = 6800 N/mm ^ 2 * 900 m m ^ 4 / 6000 1/mm = 1020 N * mm
Ahora podemos calcular la tensión de la acción de flexión que ocurren en el área crítica:
Sigma = 1020 N * mm / 600 mm ^ 3 = 1.7 N/mm ^ 2
Teniendo en cuenta que la resistencia a la flexión de láminas de madera contrachapada de 3mm es aproximadamente 60 N/mm ^ 2 (fuente), estamos muy por debajo de la máxima utilización del material. Es un alivio! Habiendo validado nuestro diseño inicial, ahora podemos proceder al siguiente paso.
