Abstract:
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El presente Proyecto Final de Carrera está dedicado al análisis de puntales de
estanterías metálicas, con objeto de optimizar la sección de un perfil concreto desde el
punto de vista resistente a compresión.
El punto de partida son dos secciones de chapa de acero de 1mm de espesor,
conformadas en frío y abiertas. La segunda sección es una modificación de la primera
obtenida aumentando el desarrollo de plancha, y por lo tanto la cantidad de material
empleado, que se diseñó con el objetivo de aumentar considerablemente la capacidad
resistente a compresión de aquella. El resultado de los ensayos experimentales sobre estas
dos secciones ha puesto de manifiesto que sólo se consigue un aumento importante de
resistencia en el caso de longitudes cortas (L=200 mm), y que este incremento se reduce
progresivamente con la longitud. Así, para longitudes iguales y superiores a 1100 mm el
comportamiento de las dos secciones es similar. En el siguiente Proyecto se ha modificado,
en fases sucesivas, esta segunda sección, con el objetivo de conseguir un aumento
efectivo de su resistencia a compresión, en longitudes de 1100 mm y superiores, que son
las que en la práctica se requieren.
El nuevo perfil tiene una serie de limitaciones geométricas de diseño, tales como las
dimensiones externas de la sección, las copas (encaje de las grapas), taladros (para las
diagonales que forman el bastidor), ancho mínimo (para las diagonales), etc. Estos
parámetros configuran las condiciones de contorno de la nueva sección, de modo que las
modificaciones aplicadas en los sucesivos diseños deben tenerlas en cuenta.
Se han utilizado dos métodos para el cálculo de la carga última o de fallo del perfil a
compresión. En primer lugar se ha estudiado por simulación numérica por elementos finitos
utilizando el programa ANSYS v.10.0 y posteriormente con una serie de fórmulas descritas
por la FEM (Fédération Européenne de la Manutention) que están extraídas del
Eurocódigo-3, obteniendo con ambos procedimientos resultados semejantes, aunque la
normativa resulta en general más conservadora.
Para la optimización de la sección se ha tomado la geometría inicial de la segunda
sección, cambiando en cada propuesta únicamente una variable geométrica con el fin de
aislar las que más influyen sobre su comportamiento resistente a compresión.
Como resultado final del estudio y análisis, se ha obtenido una nueva sección que
responde al objetivo planteado, cumpliendo las restricciones fijadas y con un aumento
mínimo de material por lo que el coste económico del puntal no se verá incrementado en
exceso. Se concluye, por lo tanto, que se ha logrado el objetivo del proyecto en todo su
alcance. |