20.12 : Esfuerzos residuales en flexión

En el estudio de elementos elastoplásticos sujetos a momentos de flexión, comprender las fases de carga y descarga es crucial para evaluar el comportamiento del material y la integridad estructural. Durante la fase de carga, a medida que aumenta el momento flector, el material inicialmente responde elásticamente, siguiendo la ley de Hooke, donde la tensión es directamente proporcional a la deformación. Cuando la carga excede el límite elástico, se produce deformación plástica, lo que resulta en una tensión permanente y una deformación que permanece incluso después de que se retira la carga.

La fase de descarga comienza cuando el momento flector disminuye a cero. A diferencia de los materiales puramente elásticos, la tensión en un miembro elastoplástico durante la descarga no vuelve sobre la trayectoria de carga original sino que sigue una nueva trayectoria lineal. Este cambio indica la presencia de tensiones residuales, que persisten debido a las deformaciones plásticas irreversibles inducidas durante la carga.

Estas tensiones residuales se calculan mediante el principio de superposición, combinando las tensiones de la fase de carga elastoplástica con las de la fase de descarga elástica.

Durante la descarga, la relación tensión-deformación vuelve a ser lineal, lo que permite el uso de fórmulas de flexión elástica. Esta fase es crítica para aplicaciones de ingeniería, ya que las tensiones residuales pueden influir en el comportamiento estructural bajo cargas repetidas, lo que podría provocar fallas inesperadas. Comprender estas dinámicas permite diseñar estructuras más seguras y confiables al predecir y gestionar con precisión las tensiones que surgen de escenarios de carga complejos.