Esfuerzos en cables de acero impactados transversalmente por una masa puntual

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.