Determinación de la curva tensión-deformación en madera de ‘Pinus sylvestris’ L. para la simulación numérica de vigas de madera libre de defectos

Abstract

El objetivo de este trabajo es el desarrollo de un modelo numérico bidimensional de piezas de madera de Pinus sylvestris L. libre de defectos que prediga su comportamiento frente a solicitaciones externas. Para su desarrollo, fue necesario realizar ensayos experimentales sobre probetas de pequeño tamaño con el fin de obtener los datos de las propiedades mecánicas para el Pinus sylvestris L. de procedencia española. A partir de los datos experimentales obtenidos, se desarrolla un programa de elementos finitos que considera la ortotropía de la madera, la no linealidad de la rama compresión-acortamiento y los distintos módulos de elasticidad a tracción y a compresión para vigas libres de defectos. El programa simula el ensayo experimental de flexión en cuatro puntos según la Norma UNE-EN 408 y aborda la determinación de las tensiones y deformaciones de las vigas de madera en las tres fases de comportamiento: elástica, elastoplástica y plástica.

The objective of this paper is to develop a twodimensional numerical model to simulate the response of Scots pine (Pinus sylvestris L.) defect free timber members in order to predict the behaviour of these members when subjected to external forces. For this purpose, data of the mechanical properties of Scots pine were obtained by performing experimental tests on specimens. We determined the stresses and deformations of timber beams in the elastic-plastic and plastic phases. In addition, we developed a finite element software that considered the orthotropic nature of timber, the non-linearity of the compression-reduction branch and the differing moduli of elasticity in tension and compression for Scots pine beams free from defects. The software developed simulates an experimental four point bending test according to UNE-EN 408 Standard.