Análisis experimental del comportamiento viscoelástico de una viga de plexiglas

Abstract

El estudio experimental de problemas estructurales a través de ensayos sobre modelos elásticos a escala, construidos a partir de los criterios de semejanza, tiene como ventaja principal el menor costo frente a los ensayos de prototipos. Una gran cantidad de estudios sobre modelos estructurales hechos con materiales plásticos se realizaron desde 1960 en adelante . En particular, es común la utilización de plásticos acrílicos como el plexiglas, que puede ser fácilmente mecanizado y además permite un rápido ensamblado en la construcción de modelos . Si bien existen varios factores que deben tenerse en cuenta al determinar las características de esfuerzos y relación tensión-deformación del material con que se construye el modelo, en este análisis, el interés está centrado en el comportamiento viscoelástico de los materiales plásticos y que debe ser estudiado experimentalmente antes de construir el modelo. La propiedad de viscoelasticidad determina que la relación tensión-deformación en un tiempo determinado después de aplicar la carga es lineal, aunque el módulo elástico varía con el tiempo. La relación tensión-deformación no sigue la ley de Hooke y la deformación es función del tiempo transcurrido después de la aplicación de la carga, de la historia de carga y del nivel de tensiones. En este trabajo se analiza el comportamiento viscoelástico de una pequeña viga de plexiglas sometida a un esfuerzo de flexión, a partir de los resultados de un ensayo realizado como parte de la asignatura “Análisis, Proyectos y Evaluación de Experimentos” de la Maestría en Ciencias de la Ingeniería que se dicta en la Facultad de Ingeniería de la UNNE. En primer lugar se determina la variación del módulo de elasticidad en función del tiempo transcurrido después de aplicar una carga, y luego, la influencia de la historia de carga mediante la aplicación de ciclos de carga y descarga. Para esto, se miden las deformaciones en un punto de la viga utilizando una galga extensométrica.