_D.I.jpg/1280px-Zeppelin-Lindau_(Do)_D.I.jpg)
En ingeniería mecánica , el revestimiento tensionado es una construcción rígida en la que el revestimiento o revestimiento asume una parte de la carga estructural, intermedia entre monocasco , en la que el revestimiento asume toda o la mayor parte de la carga, y un marco rígido, que tiene una estructura no cubierta cargada. Normalmente, el marco principal tiene una estructura rectangular y está triangulado por la cubierta; una estructura de piel tensionada tiene elementos de compresión localizados (marco rectangular) y elementos de tensión distribuidos (piel).
Una caja de estructura simple con cuatro miembros discretos no es inherentemente rígida, ya que se deformará al ser cuadrada bajo cargas relativamente livianas; sin embargo, agregar uno o más elementos diagonales que soportan tensión o compresión la vuelve rígida, porque la caja no puede desviarse de los ángulos rectos sin alterar también las diagonales. A veces los elementos diagonales son flexibles como alambres, que se utilizan para proporcionar tensión, o los elementos pueden ser rígidos para resistir la compresión, como ocurre con una armadura Warren o Pratt ; en cualquier caso, agregar miembros diagonales discretos da como resultado estructuras de marco completo en las que la piel contribuye muy poco o nada a la rigidez estructural.
En un diseño de revestimiento tensado, el revestimiento o cubierta exterior está adherido o fijado al marco, añadiendo rigidez estructural al servir como miembro triangular que resiste la distorsión de la estructura rectangular. [1] La piel proporciona una porción significativa de la rigidez estructural general al tomar el esfuerzo cortante en el plano; sin embargo, la piel proporciona muy poca resistencia a cargas fuera del plano. [2] : 1
Este tipo de estructuras también pueden denominarse semimonocasco para distinguirlas de los diseños monocasco . Existe cierta superposición entre las estructuras monocasco, semimonocasco (revestimiento tensionado) y de marco rígido, dependiendo de la proporción de rigidez estructural aportada por el revestimiento. En un diseño monocasco, el revestimiento asume toda o la mayor parte de la tensión y la estructura tiene menos elementos estructurales discretos, incluyendo a veces sólo miembros longitudinales o laterales. [3] : 175 Por el contrario, una estructura de marco rígida obtiene sólo una porción menor de la rigidez general del revestimiento, y los elementos de marco discretos proporcionan la mayor parte.
Este método de construcción de piel estresada es más liviano que una estructura de marco completo y no tan complejo de diseñar como un monocasco completo.
William Fairbairn documentó el desarrollo de los puentes tubulares Britannia y Conwy para Chester and Holyhead Railway en 1849; [4] en él, Fairbairn describe cómo Robert Stephenson solicitó su ayuda para revisar los conceptos originales de Stephenson, que encaminarían el tráfico ferroviario dentro de tubos de acero remachados, sostenidos por cadenas, con una sección transversal circular o en forma de huevo. [4] : 2 Experimentos con modelos a escala llevaron a Fairbairn a sugerir una viga rectangular hueca, con largueros longitudinales en la parte superior e inferior fijados firmemente a los revestimientos estructurales: "dos placas longitudinales, divididas por placas verticales para formar cuadrados, calculadas para resistir el aplastamiento en el primer caso, y las partes inferiores [...], también placas longitudinales, bien unidas con uniones remachadas, y de considerable espesor para resistir el esfuerzo de tracción en el segundo". [4] : 16 Esto ha sido acreditado como el primer ejemplo de diseño de revestimiento estresado, también conocido como sándwich o doble casco . [5]
Los primeros aviones de principios del siglo XX se construyeron con estructuras completas que consistían en miembros de madera o tubos de acero, cubiertos con tela barnizada o madera contrachapada, aunque algunas empresas comenzaron a desarrollar estructuras monocasco que se construían doblando y laminando finas capas de madera de tulipwood . [6] : 8 Oswald Short patentó un ala totalmente metálica y de piel estresada a principios de la década de 1920. [7] : 97 [8] Al Dr. Ing Adolf Rohrbach se le atribuye haber acuñado el término "piel estresada" en 1923. [7] : 169 En 1940, las láminas de duraluminio habían reemplazado a la madera y casi todos los diseños nuevos utilizaban una construcción monocasco. [6] : 8
La adopción de una construcción de revestimiento estresado resultó en una mejora de la velocidad y el alcance de la aeronave, lo que se logró mediante una reducción de la resistencia a través de superficies más lisas, la eliminación de refuerzos externos y el suministro de espacio interno para el tren de aterrizaje retráctil. [9] : 25
Por ejemplo, casi todos los aviones modernos totalmente metálicos , así como algunos vehículos ferroviarios, autobuses y autocaravanas . El London Transport AEC Routemaster incorporó paneles internos remachados a los marcos que soportaron la mayor parte de la carga cortante de la estructura. Las carrocerías unibody de los automóviles también son una forma de piel estresada, al igual que algunos edificios con estructura que carecen de refuerzos diagonales.
Cuando se fija una lámina de contrachapado [madera] en la parte superior o inferior de una viga de madera, efectivamente creamos una viga en forma de T con una gran masa, alejada del centroide; creando así un piso rígido y, en última instancia, profundidades estructurales más eficientes. [...] la conexión entre los elementos, proporcionada por el pegamento y los tornillos, es suficiente para considerar la sección en T como una sección completa.
{{cite book}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )