Esfuerzos en cables de acero impactados transversalmente por una masa puntual

No Thumbnail Available
Date
2019-05
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Nacional de Trujillo
Abstract
Un mayor entendimiento del fenómeno del impacto transversal en cables de acero es necesario para poder diseñar más y mejores estructuras que eviten la gran cantidad de pérdida de vidas humanas en accidentes vehiculares, accidentes por caídas de objetos en minas y por la gran cantidad de deslizamientos de tierras y caídas de rocas omnipresentes en toda la geografía accidentada que tenemos. Por lo anterior, en esta tesis, se presentan los modelos matemáticos de las fuerzas en los anclajes de un cable de acero y el movimiento del cuerpo que lo impacta transversalmente en su punto medio. Para esto se considera rígidos a los extremos del cable, idealizando su geometría como una cuerda unidimensional de material elástico e idealizando al cuerpo que choca como un punto material que puede representar a una roca, auto o maquinaria que pueda caer en una barrera de protección sometiéndose así a una gran desaceleración lo que provoca grandes desplazamientos y esfuerzos internos por contacto en el cable. Luego los modelos se validan usando las ecuaciones desarrolladas para calcular la respuesta de los cables tipo 3x7 y 1x7 suponiendo las mismas condiciones que se impusieron en estudios previos sobre barreras de protección. Al final se concluye que los modelos, a excepción del modelo de los esfuerzos internos por contacto, si expresan la física de los experimentos y simulaciones referidos de manera que si se ha contribuido a aumentar nuestro conocimiento sobre el fenómeno del impacto transversal en cables de acero. Además, se ha aportado con un método para poder determinar las condiciones de frontera de una cuerda impactada transversalmente y que se puede usar como base para solucionar problemas más generales como el impacto oblicuo.
Description
A deeper understanding in the transversal impact of wire ropes is required to be able to design more and improved structures to reduce the soaring loss of human lifes in traffic accident, by fall of object in mines and the huge amount of rockfalls and landslides ubiquitous all along the rugged geography that we have. By all these reasons, in this thesis are given the mathematical models of the forces in the ends of a steel wire rope and the movement of the body that impact transversely in its middle point. To achieve these objectives, both ends of the wire rope are considered rigidilly fixed, reducing its geometry to an unidimensional elastic string and modeling the body as a material point that could be a rock, automobile or any machinery that could fall over a protection barrier, achieving this way a high level of acceleration wath in turn induces large displacements and internal stresses by contact in the wire rope. Next the models are validated using the developed equations to calculate the reaction of the steel wire ropes type 3x7 and 1x7, assuming equal conditions imposed in previous investigations done about protection barriers. At the end is concluded that all models, excepting the model of internal stresses, express the physics present in the refered experiments and simulations thus contributing to augment our knowledge about the transversal impact of steel wire ropes. And additionally, it has been contributed with a method to determine the frontier conditions in a transversely impacted string that can also be used as basis to solve more general problems, as the oblique impact of wire ropes.
Keywords
Impacto transversal, cables de acero
Citation