El círculo de Möhr

Nombre: Mohr
Tamaño: Mohr.gx: 2276.5 by CRC: # 90D2h Mohr.sgx: 2213 by CRC:#94D2h
Autor: Mario de Lama , http://teleline.terra.es/personal/mdelama
Utilidad: Cálculo del círculo de mohr (HP48S/G)
Fecha: 27-11-1999



En todo este documento, cuando se lea "S" habrá de leerse sigma y cuando se lea "T", tau.

Para empezar habrá que fijarse en que al enfrentarnos a uno de estos problemas, pueden presentarse dos casos:

  1. Hallar el estado tensional de un punto, del elemento sometido a esfuerzos, en una dirección, dadas las tensiones principales y el ángulo que define dicha dirección.
  2. Hallar las tensiones principales dadas las tensiones normales en dos direcciones ortogonales y sus correspondientes tensiones tangenciales.
Podéis ver que no he incluido el estado de tensiones triple ya que lo normal es el estudio de sistemas planos.

Para iniciar el programa, pasaló a la calculadora y guardaló en una variable llamada MOHR, al presionarla se nos pide elegir entre una de las dos opciones anteriores, presentando en pantalla una caja de selección con S12, Sxy y el mensaje: ¿Qué buscas? Tensión principal o en una dirección X. Si presionamos "en dirección X" se activa el indicador 6 y el programa continúa, en caso de presionar "tensión principal" el programa simplemente continúa.

A continuación aparecerá la pantalla para la entrada de datos (dependiendo del indicador 6 contendrá unas u otras etiquetas), tras dar los valores correspondientes presionamos ENTER. Para la entrada de datos, seguid el criterio de signos del GROB.1; en él, las direcciones positivas son todas las que no tengan expresamente el signo negativo. Cuando demos el ángulo, este siempre será el que forma el eje 1 con la dirección X (el mismo que forman 2 e Y)

Para la resolución numérica se utilizan las seis fórmulas que aparecen en la figura (podéis ver que las dos primeras son en realidad cuatro, dependiendo del signo).
Podemos destacar que si por equivocación hemos dado unos datos tal que S1 es menor que S2, el programa produce un error y termina, ya que siempre ha de ser al contrario o como mucho pueden ser iguales. Podemos ver en las fórmulas que también se produciría un error al tratar de hallar el ángulo que nos da la dirección en que se producen las tensiones principales, cuando se anulen numerador y denominador o sólo el denominador. En el primer caso está claro que la solución ha de ser cero, ya que el círculo es un punto en el que todas las direcciones son principales. El segundo caso nos daría infinito y por tanto el arcotangente de infinito es 90 grados.

Una vez transcurridos unos segundos la solución aparece en pantalla, podemos movernos con el cursor por ella y pedir el valor de las coordenadas cuando lo deseemos presionando el menú (x,y). Este valor solo reflejará datos reales mientras no salgamos del entorno gráfico, ya que al presionar ON el programa continúa y termina tras borrar PPAR y poner el menú de variables. Si volvemos al entorno gráfico nos encontraremos con el mismo dibujo, pero ahora las coordenadas son las de usuario, ya no está a escala. Cuando salgamos de la pantalla gráfica nos encontraremos en la pila los resultados etiquetados.

Si nuestros datos han sido el ángulo y las tensiones principales, nos marcará siempre el ángulo entre los ejes 1 y X (positivo en sentido antihorario).

Si el programa calcula el ángulo, siempre nos dibujará el que forma la dirección X con el eje principal más cercano, puede que sea el 1 o el 2, será positivo si para ir de Sx a 1 ó 2 hemos de seguir un sentido antihorario. Sabremos entonces que, en el punto que estamos analizando, hemos de girar el eje X en el sentido marcado, pero con la mitad del ángulo, para llegar al eje principal señalado en el círculo.

Podéis ver una secuencia de los pasos descritos (en el programa para la 48G) en las siguientes imágenes:

Fig. 1Fig. 2
Fig. 3Fig. 4