Análisis del efecto de la distorsión de la sección transversal en los voladizos extremos de los puentes grúa suspendidos

Abstract

Este Trabajo de Fin de Grado realiza un estudio en profundidad del modelo mecánico propuesto por Ferreira para perfiles metálicos de pared delgada. El objetivo principal ha sido desarrollar e implementar un código matemático simplificado en el software Wolfram Mathematica que, mediante la resolución directa de ecuaciones diferenciales, permite estudiar de forma ágil y exacta el fenómeno de la distorsión transversal del alma que la teoría clásica de Vlasov ignora. (Vlasov, V. 1961) (Ferreira et al., 2022) A través de esta herramienta analítica, se ha llevado a cabo un análisis riguroso de las tensiones normales y tangenciales aplicadas a diferentes ejemplos teóricos de complejidad creciente, validando los resultados frente a simulaciones tridimensionales en ANSYS. Finalmente, la metodología se aplica a un ejemplo práctico industrial: el voladizo de un puente grúa suspendido. De este escenario real se extraen conclusiones críticas sobre el dimensionamiento estructural y el riesgo de fatiga en las soldaduras.

This Bachelor's Thesis conducts an in-depth study of the kinematic model proposed by Ferreira (Ferreira et al., 2022) for thin-walled metallic profiles. The main objective was to develop and implement a simplified mathematical code in Mathematica that, through the direct resolution of differential equations, allows for an agile and exact study of the web transverse distortion phenomenon ignored by Vlasov's classic theory. (Vlasov, V. 1961) Using this analytical tool, a rigorous analysis of the local tearing stresses has been carried out applied to different theoretical examples of increasing complexity, validating the results against three-dimensional simulations in ANSYS. Finally, the methodology is applied to a practical industrial example: the cantilever of an underslung bridge crane. From this real scenario, critical conclusions are drawn regarding structural design and the risk of weld fatigue.