Estudio analítico del estado de esfuerzos en un disco indeformable ante carga diametral

Resumen

Determinar analíticamente el estado de esfuerzos de especímenes tipo disco sometidos a cargas diametrales es un problema actual de la mecánica de materiales. Estas aproximaciones contribuyen a diseñar de manera acertada nuevos ensayos que permiten caracterizar mecánicamente los materiales, las pruebas necesarias en sectores como la industria del concreto, la mecánica de rocas y de otros materiales de construcción. Una de las últimas propuestas analíticas para la solución del problema se encuentra en el trabajo de Markides, Kourkoulis y Chatzistergos, que muestra un sistema de ecuaciones con el cual obtener la distribución de esfuerzos internos dentro del disco de material indeformable. En el presente artículo se desarrolla un programa de cálculo construido en lenguaje de programación Fortran, a fin de estudiar la variación del estado de esfuerzos dentro del disco a medida que varía la distribución de la carga en el perímetro de la muestra, área relacionada con el ángulo interno ω0 medido desde el centro del disco y que barre el límite del área de contacto. En particular se busca, mediante esta fase experimental numérica, establecer el rango de valor de ω0 en el que los esfuerzos del disco presenten un estado de compresión. Los resultados entregan la distribución de los esfuerzos radial σrr, tangencial σθθ y cortante τrθ para el caso geométrico establecido en la presente investigación, y como resultado más importante se destaca que el estado del disco está controlado por esfuerzos de compresión para un valor ω0 = 30º