La flexión plástica [1] es un comportamiento no lineal propio de los elementos fabricados con materiales dúctiles que con frecuencia alcanzan una resistencia máxima a la flexión mucho mayor que la indicada por un análisis de flexión elástica lineal. En los análisis de flexión plástica y elástica de una viga recta, se supone que la distribución de la deformación es lineal respecto del eje neutro (las secciones planas permanecen planas). En un análisis elástico, esta suposición conduce a una distribución de la tensión lineal, pero en un análisis plástico la distribución de la tensión resultante es no lineal y depende del material de la viga.
La resistencia a la flexión plástica límite (ver momento plástico ) puede considerarse generalmente como un límite superior a la capacidad de carga de una viga, ya que solo representa la resistencia en una sección transversal particular y no la capacidad de carga de la viga en general. Una viga puede fallar debido a la inestabilidad global o local antes de que se alcance en cualquier punto de su longitud. Por lo tanto, las vigas también deben revisarse para detectar modos de falla de pandeo local, deformación local y pandeo lateral-torsional global.
Tenga en cuenta que las deflexiones necesarias para desarrollar las tensiones indicadas en un análisis plástico son generalmente excesivas, con frecuencia hasta el punto de ser incompatibles con la función de la estructura. Por lo tanto, puede ser necesario un análisis independiente para garantizar que no se excedan los límites de deflexión de diseño. Además, dado que trabajar materiales en el rango plástico puede provocar una deformación permanente de la estructura, pueden requerirse análisis adicionales en la carga límite para garantizar que no se produzcan deformaciones permanentes perjudiciales. Las grandes deflexiones y los cambios de rigidez que suelen asociarse con la flexión plástica pueden cambiar significativamente la distribución de la carga interna, en particular en vigas estáticamente indeterminadas. La distribución de la carga interna asociada con la forma deformada y la rigidez debe utilizarse para los cálculos.
La flexión plástica comienza cuando un momento aplicado hace que las fibras externas de una sección transversal excedan la resistencia a la fluencia del material. Cargada solo por un momento, las tensiones de flexión máximas ocurren en las fibras externas de una sección transversal. La sección transversal no cederá linealmente a través de la sección. Más bien, las regiones externas cederán primero, redistribuyendo la tensión y retrasando la falla más allá de lo que se predeciría con métodos analíticos elásticos. La distribución de la tensión desde el eje neutro es la misma que la forma de la curva de tensión-deformación del material (esto supone una sección transversal no compuesta). Después de que una sección transversal alcanza una condición suficientemente alta de flexión plástica, actúa como una bisagra plástica .
La teoría elemental de flexión elástica requiere que la tensión de flexión varíe linealmente con la distancia desde el eje neutro , pero la flexión plástica muestra una distribución de tensión más precisa y compleja. Las áreas cedidas de la sección transversal variarán en algún lugar entre la fluencia y la resistencia última del material. En la región elástica de la sección transversal, la distribución de la tensión varía linealmente desde el eje neutro hasta el comienzo del área cedida. La falla prevista ocurre cuando la distribución de la tensión se aproxima a la curva de tensión-deformación del material. El valor más grande es el de la resistencia última. No todas las áreas de la sección transversal habrán excedido la resistencia última.
Al igual que en la teoría básica de flexión elástica, el momento en cualquier sección es igual a una integral de área de la tensión de flexión a lo largo de la sección transversal. A partir de esta y de las suposiciones adicionales anteriores, se realizan predicciones de deflexiones y resistencia a la falla.
La teoría plástica fue validada alrededor de 1908 por C. v. Bach. [2]
